第六章 发电机保护的整定计算

6.1 发电机的纵联差动保护

6.1.1 概述

现在所用的保护发电机内部短路的最灵敏最简单的保护是纵联差动保护。发电机

的纵联差动保护和变压器的纵联差动保护一样，采用环流法差动保护的原理。发电机的纵联差动保护范围，除发电机定子绕组外，还应包括由发电机出口至断路器间的连接线。因此，构成差动回路的两组电流互感器，一组装在发电机绕组的中性点侧，另一组装在出口处。

6.1.2 整定计算

本次设计中发电机的容量是100兆瓦，采用由BCH-2型继电器构成的差动保护，这种保护能够很好的躲过不平衡电流的影响。

纵差动保护的整定计算

发电机纵差动保护装置的动作电流，应按以下两个条件选择： （1） 躲过外部短路时的最大的不平衡电流：

ID.max （5-1） ??Idz.jKkIbp.jsKkKfzqKtxFwcnLH =1.3?1?0.5?0.1? [12.1?1000/（8000/5）] =0.49（A） 式中

Kk---可靠系数，取为1.3 ---不平衡电流计算值

---考虑非周期分量影响的系数。当采用BCH-2型继电器时，该值取为1，当采用DL-2型继电器串联附加电阻时该值取1.5~2.0之间

Ibp.jsKKffzq

tx---电流互感器的同型系数，取为0.5

---电流互感器的最大相对误差，当按百分之十误差选择互感器时，取0.1

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ID.max---在发电机外部三相短路时，流经保护的最大周期性短路电流。

（2） 为避免保护装置在电流互感器二次回路断线时误动作，保护的动作电流应大于

发电机的最大负荷电流：

Idz?KkIe.F （5-2）

=1.3?6.47 =8.41（A）

k I式中

k---可靠系数，取为1.3 ---发电机的额定电流

e.F 考虑电流互感器的变比之后，差动继电器的动作电流为：

Idz,j?KInjxLHdz （5-3）

=1?8410/（8000/5） =5.27 （A）

K n式中

jx---接线系数 ---电流互感器的变比

LH取上述两种条件中的最大值作为保护动作电流的整定值。

采用BCH-2型继电器时，该继电器的动作电流不能用改变弹簧的办法来调整，只能用改变速饱和交流器差动线圈的匝数来调整。BCH-2型继电器差动线圈的匝数可由下式计算：

?I? N?IcdN0 （5-4）

dz.j =60/3.08 =19.48 式中

?I?---BCH-2型差动继电器的动作安匝，?I?=60

N0N0纵联差动保护的灵敏度按下式校验：

Klm?InILHD.mindz.j （5-5）

=

10.87?1000

?80005??3.08 =2.2>2 满足要求

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为防止电流互感二次回路断线时差动保护误动作，在由BCH-2型继电器构成的差动保护中装设了一个由DL-11型电流继电器构成的差动保护电流回路断线监视装置。当电流互感器二次回路断线时，断线装置带时限动作于信号。

断线监视继电器的动作电流，应大于发电机正常运行情况下的最大不平衡电流。但对该继电器来说当电流互感器二次回路断线时，对继电器热稳定的要求，通常是确定它的动作电流的决定性条件。因此，一般选择为：

Idz.j?0.2Ie.F （5-6）

nLH =0.2?6.47?1000

80005 =0.81（A）

为了防止断线监视装置不正确动作，它的动作时限应大于发电机后备保护的时限。

6.2 发电机的过负荷保护

对于中小容量的发电机，过负荷可由一只接于一相电流中的电流继电器12LJ和

一只公用的时间继电器6SJ构成，动作时发出信号。为防止外部短路时误发信号，保护动作时限应比发电机过电流保护的动作时限大一个时限级差。 保护装置的动作电流按下式整定： Idz? =

KIKKfe.F （5-7）

1.05?6.47 0.85 =8（KA） 式中 kk---可靠系数，取为1.05 Kf---返回系数，取为0.85 Ie.F---发电机的额定电流1

6.3 负序电流保护

6.3.1 整定计算

当电力系统发生不对称短路或非全相运行时，发电机定子绕组中将流过负序电流，并在发电机空隙中建立负序旋转磁场，造成转子上感应出两倍额定频率的电流，

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引起转子表面很大的附加发热。而且倍频电流在转子中部沿轴向流通和转子本体端段附近转向周界方向形成闭合回路，更引起短部的局部高温，甚至可能引起护环松脱等危险。因此，发电机装设负序电流保护是十分必要的。

目前，发电机的负序电流保护大都采用两段式定时限负序电流保护，保护装置主要由一个负序电流滤序器FLL和接于滤序器输出端的两个电流继电器构成。其中一个继电器LJ具有较大的整定值，叫灵敏电流继电器，动作于信号。这样，在发电机流过较小的负序电流时，不必动作于跳闸，但由于长期流过负序电流对发电机有危害，故利用灵敏继电器发出警告信号，以便让值班人员采取措施。

负序电流保护不能反应三相对称短路，因此附加了一个接于一相电流的电流继电器LJ和一个接于线电压的低电压继电器YJ，组成低电压起动的过电流保护，以保护三相对称短路。

灵敏电流继电器的动作电流，按躲过发电机最大可能过负荷时不平衡电流来整定：

Idz.2?kIkkfbF.max （5-8）

式中 Kk---可靠系数，取为1.2 Kf---返回系数，取为0.85

IbF.max---在最大可能过负荷时，计及系统频率可能的降低和负序电流滤

序器的误差等因素而引起的不平衡电流。

在一般情况下，上式可取为：

Idz..2?0.1Ie.F （5-9） =0.1?6.47?1000 =647（KA） 式中 Idz.2---发电机的额定电流

不灵敏电流继电器的动作电流按以下条件整定： 1、按转子发热条件

发电机可以承受的负序电流与允许持续通过时间的关系，可用下面发热过程的特性方程式表示：

I*2.2?t?A?30 （5-10）

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