【电力系统继电保护原理】第7章发电机保护

电力系统继电保护原理习题第一章绪论1、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？答：主保护是一次保护，当发生故障时瞬时动作；后备保护是在主保护不动作时再动作，一般有延时来判断主保护动作与否，它包括近后备和远后备.远后备保护是当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护.近后备保护是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护2 、说明对电力系统继电保护有那些基本要求。

答：可靠性（安全性和信赖幸），速动性，灵敏性和选择性。

3、简要说明继电保护装置的一般构成以及各部分的作用.4、针对下图系统，分别在D1、D2、D3点故障时说明按选择性的要求哪些保护应动作跳闸。

第二章电网的电流保护1、分析电流保护中各段如何保证选择性？各段的保护范围如何,与哪些因素有关?2、什么是继电器的返回系数，增量动作继电器、欠量动作继电器的返回系数有什么区别？3、在图示网络中，试分析断路器1DL、4DL和9DL保护的最大和最小运行方式。

4、在图所示网络中,线路AB电源端装有三段式电流保护，线路BC装有二段式电流保护,均采用不完全星形接线方式，系数参数如图所示,线路AB和BC的最大负荷电流分别为2。

3A和2A，线路BC的过电流保护动作时限为3S，负荷自起动系数为1。

试计算：（1)、线路AB和BC各段电流继电器的动作电流和时间继电器的动作时限。

（2)、求出无时限电流速断的保护范围和校验Ⅱ、Ⅲ段的灵敏度。

()5、如图所示，对保护1进行三段式相间电流保护的整定计算。

，,,，，线路阻抗为0.4Ω/km，阻抗角为700，AB线最大负荷电流为170A。

电源阻抗，， ,，电源相电势为,，。

6、如图（a）所示网络中，线路AB装有三段式电流保护，各段保护的接线方式如图（b）所示.已知AB线路末端三相短路时的最大短路电流为1320A，末端三相短路时的最小短路电流为980A；限时电流速断保护的灵敏度为1.32.（a）（b)（1)计算保护1电流速断和限时电流速断保护的定值()（2)说明各段的接线方式，除此之外还有哪些常见接线方式?说明不同接线方式的异同及其特点。

7 发电机继电保护
#内容提要： 1、发电机继电保护配置 2、发电机定子相间、匝间短路保护 3、发电机定子、转子接地故障保护 4、发电机低励失磁保护
1 发电机继电保护配置 配置原则：尽量完善、合理。100MW以上发电机03 年年故障率为3.91次/百台.年,其中相间故障7.14%,匝间 9.51%,铁芯28.57%,定子接地30.95%. 正确动作率97.02% 1.1、主保护：通常采用双重快速保护 1.2、后备保护 ：阻抗、复合过流、序电压电流、谐波 I1 I 2COS
i1 arg , K brk 为标积制动系数。 i2
标积制动原理与比率制动一样。区外故障时的制动效果 与比率制动相同。区内故障时，由于标积反应电流间相位 的余弦，当相位大于90度时，右边为负值，提高了内部故 障时的灵敏度。 2.2 发电机匝间保护 发电机匝间保护有多种方案。 2.2.1 横差保护 大容量发电机，每相都是由两个及以上并联的绕组组成 ，任一个绕组中发生匝间短路时，两个绕组中的电势就不 相等，产生环流。反应两个支路电流之差的原理 叫横差 动保护。
(2)灵敏度校验：
K sem
I k min I op
小短路电流. Ik.min的计算应考虑以下两因素： ① 发电机与系统并列运行以前，在其出线端发生 两相短路，此时，差动回路中只有由发电机供 给的短路电流。
其中Ik.min为发电机内部故障时流过保护装置的最
② 发电机采用自同期并列时 ( 此时发电机先不加 励磁，因此，发电机的电势)，在系统最小运行 方式下，发电机出线端发生两相短路，此时， 差动回路中只有由系统供给的短路电流。 对灵敏系数的要求一般不应低于2。
(9)阻抗保护。作为相间故障的后备保护。 (10) 过励磁保护。 （11）发电机逆功率保护。 （12）振荡失步保护。

1.
发电机纵差动保护整定与灵敏度

1.差动保护灵敏度系数：
根据规程规定，发电机差动保护的灵敏度是在
发电机机端发生两相金属性短路情况下差动电 流和动作电流的比值，要求Ksen≥1.5。

2.纵差动保护的整定
根据比率制动特性差动保护的动作特性可知，
对差动保护的整定计算，实质上就是Id.min、 Ires.min及K的整定计算。
差动保护可按下列原则选择配置中性点TA的个数。

式中
2 2 N——中性点侧每相接入差动的分支数； α——发电机每相的并联的分支总数。
N

1

简单地取分支总数的一半。 存在选多时相间短路灵敏度高但匝间短路灵敏度下降，选 少时匝间短路灵敏度提高而相间短路灵敏度会下降的问题， 上述选取的方式是一种偏于安全的TA配置方式。对于具体 一台发电机，上述TA的选取方式并不一定是最理想的，灵 敏度也不一定最高，它只是不完全差动保护的一种简单的 应用方法。
I d .max Krel 0.1 0.1 K f I k .max
式中



Krel ——可靠系数，取1.3～1.5； Kf ——暂态特性系数， 当两侧TA变比、型号相同且二次回路参数相同时，Kf ≈0 当两侧TA变比、型号不同时， Kf可取0.05～0.1； Id.max——最大动作电流。
差动保护。 对直接联于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当单相接地故 障电流（不考虑消弧线圈的补偿作用）大于表7-1规定的允许值时， 应装设有选择性的接地保护装置。 对于发电机变压器组，对容量在100MW以下的发电机，应装设保 护区不小于90%的定子接地保护，对容量在100MW及以上的发电 机，应装设保护区为100%的定子接地保护，保护带时限动作于信 号，必要时也可以动作于切机。 对于发电机定子绕组的匝间短路，当定子绕组星形接线、每相有 并联分支且中性点侧有分支引出端时，应装设横差保护。200MW 及以上的发电机有条件时可装设双重化横差保护

动作区 制动区
Ires.min 拐点电流 Id.min 启动电流
K 制动线斜率（BC线段） 整定设置见后
电力工程技术（china-dianli）
7.2发电机定子绕组短路故障的保护
7.2.4 发电机纵差保护的接线方式 1、发电机纵差保护的动作逻辑
内部相间短路，两相以上差动继电器动作；仅一相动作判断为TA断线。 当一点内，一点外时，加上负序电压判断。
或完全消失。
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7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
发电机的不正常运行状态主要有： (1)由于外部短路引起的定子绕组过电流； (2)由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷； (3)由外部不对称短路或不对称负荷（如单相负荷、非全相运行等）而
引起的发电机负序过电流和过负荷； (4)由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压； (5)由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷； (6)由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。
Krel=1.5-2, Ier1反映TA变比误差取0.06Ign Ier2反映二次误差取0.1Ign 通常：
Id. min 0.3I gn
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7.2.5 发电机比率制动式差动保护的整定与灵敏度
(2)拐点电流的整定。 大小影响动作灵敏度
Ires. min (0.5 ~ 1.0)IgN
比率制动式差动继电器原理接线图
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7.2.2 比率制动式差动保护
动作电流 Id I&1 I&2
制动电流
I res
I&1 I&2 2
动作方程：