• 比率制动拐点1：大于发电机的最大负荷电流 • 比率制动拐点2：按CT开始饱和的电流值整定。 • 比率而导致差电流很大时，元件不能误动。 • 穿越区是继电器自动计算，使曲线在制动斜率1（SLOPE
1）和斜率2（SLOPE 2）之间光滑拟合的区域。
同步发电机保护
1
发电机常见故障及保护： 相间短路—纵差动保护
定子绕组故障： 匝间短路—匝间短路保护 单相接地—单相接地保护
转子绕组故障： 一点接地—一点接地保护 二点接地—二点接地保护
2
发电机的不正常运行及保护 转子失磁——失磁保护 过电流 ——过电流保护 过负荷——过负荷保护 过电压——过电压保护 逆功率 ——逆功率保护 失步——失步保护
7
比率制动差动元件
一般可以按照如下方式
选择：
差动电流
•
•
I d I TS I NS ;
制动电流
•
•
IR
I TS I NS 2
8
动作特性
9
各值的整定原则
• 比率差动启动值：按躲过正常运行情况下可能产生的差 电流整定，推荐设置范围是0.1 – 0.3pu（发电机额定电 流）
• 比率差动制动斜率1：按照保证发电机在最大负荷电流情 况下，差动元件不动作整定
5
G60保护功能
设备编号 功能
21P 后备阻抗保护
24
过激磁（V/Hz）
25
同期
27P 相低电压
27TN 中性点三次谐波低电压
27X 辅助低电压
32
灵敏性功率方向
40
失磁
46 发电机不平衡（负序反时限）
50G 接地速断过流
50N 零序速断过流
50P 相速断过流
50/27 意外激磁
设备编号 功能
51G 51P 59N 59P 59X 59_2 64TN 67N 67P 68/78 81O 81U 87S l
接地延时过流 相延时过流 零序过电压 相过电压 辅助过电压 负序过电压 定子100%接地 零序方向过电流 相方向过电流 失步 超频率 低频率 发电机差动
6
发电机纵差动保护（G60）
作用：作为保护区内即发电机定子绕组 相间短路的主保护 构成：差动元件、CT饱和探测元件 保护区：电流取自发电机中性点CT、机 端CT，保护范围为两CT之间的范围 出口方式：全停，同时启动断路器失灵 保护。
12
差动元件工作情况（以A相为例）
• A相差动元件启动、CT未饱和，则A相 差动元件出口跳闸
• A相差动元件启动、CT饱和，并判断为 区内故障，则A相差动元件出口跳闸
• A相差动元件启动、CT饱和，并判断为 区外故障，则A相差动元件不出口跳闸
13
发电机匝间短路保护
•作用：作为发电机匝间短路的主保护 •原理：保护是按照反应发电机机端对 中性点零序电压原理构成的 •出口逻辑关系：零序电压元件动作、 负序功率方向元件不动作，TV断线判 别元件不动作，则保护动作。 •出口方式:全停、启动快切、启动断路 器失灵
•零序电压电压大小与接地点位置有关， 越靠近中性点，零序电压越小。
3U 0 3 E 短路的匝数占总匝数 的百分数
•反映基波零序电压的定子绕组接地保护 存在动作死区。
22
2．反应基波零序电压的接地保
护
信号
U
t KT
Z
V
SB
TV
23
反应机端基波零序电压的发电机定 子绕组接地保护（85%接地保护）
26
发电机100%定子接地保护由反 应基波零序电压元件和反应三次 谐波电压元件两部分组成。第一 部分可保护定子绕组的90%-95%， 而第二部分是用以消除基波零序 电压元件保护的死区。
3
保护出口方式
停机：断开发电机断路器、灭磁，关闭主汽门。 解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽轮机 甩负荷。 解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。 减出力：将原动机出力减到给定值。 程序跳闸：首先关闭主汽门，待逆功率继电器 动作后，再跳开发电机断路器并灭磁。
4
G
60 保 护 单 相 接 线 示 意 图
10
CT饱和探测元件
• 作用：防止发电机附近的区外故障和升 压变压器空载投入时引起保护误动作。
• CT饱和探测元件工作原理：通过计算来 判断CT是否饱和，若CT饱和，还需要去 判断是否为保护区内故障，即通过两侧 电流的方向探测来实现，若区内故障， 则允许差动保护动作跳闸，否则闭锁保 护。
11
差动元件逻辑图
• 发电机外部发生两相短路时，负 序功率方向元件动作，把保护闭 锁。
17
同步发电机定子绕组的接地保护
一、反应基波零序电压的接地保护 二、三次谐波式定子绕组单相接地保护 三、发电机100%定子接地保护
18
定子单相接地故障的零序电流、电压
A BC
TA
C 0G
C 0
19
机端零序电流特点及对相应保 护的影响
U 3S U 3N
定子绕组的 0 0.5范围内接地时 :
U 3S U 3N
25
2．反应三次谐波电压的接地保 护
•作用：作为发电机定子绕组接地短路的保 护，保护区为中性点到机端的5０％区 域．（从机端和发电机中性点零序电压中 抽取三次谐波电压）； •构成原理:比较机端与中性点处三次谐波 电压的大小; •出口逻辑关系：零序电压元件动作， TV没断线,经延时发信号.
•机端流过的零序电流：
3I0 jc3U0
发电机机压母线元 连件 接越 的多，零序大 电； 流 因此发电机变压线 器不 组适 接合采用零保 序护 电 来反映发电机定接 子地 绕故 组障
20
中
性
EA
点 （
UA
机 端
）
UC
EA
对 地
的
UB
零
序
EC
U0
EB
电 压
21
机端（中性点）零序电压的特点及 对相应保护的影响
14
TV
三次谐波 阻波器
KVZ
U2
I2
KWN
1
TV 断线 闭锁元件
& 出口 15
动作值整定
• 按保证正常运行不动作考虑,所以躲 过发电机正常运行时TV的不平衡零 序电压
16
保护工作情况
• 发电机定子绕组匝间短路: 当零 序电压大于动作值时，并且该保 护专用TV没断线，负序功率方 向元件不动作，则保护动作。
•作用：作为发电机定子绕组接地 短路的保护，保护区为机端到中性 点的85-95％区域．（从发电机中 性点取基波零序电压）； •出口方式：零序电压元件动作， 经短延时发信号；长延时解列灭磁、 启动快切、启动断路器失灵。
24
1．定子单相接地时三次谐波电压的特点
正常运行： U 3S U 3 N
定子绕组的 0.5 1.0范围内接地时 :