文档介绍：第十一章 同步发电机的 继电保护
对本章的学习要求
（1）了解发电机可能发生故障的类型和异常运行状态，掌握针对各种故障和异常运行状态应配置那些保护。
（2）掌握发电机纵差保护的基本工作原理和不平衡电流产生的原因，减小不平衡电流以及消故障及相应的保护
5）发电机失磁
造成危害：
失磁原因
转子绕组断线、
励磁回路故障
或灭磁开关误
动等。
不仅对发电机造成
危害，而且对电力
系统安全也会造成
严重影响。
装设失磁保护。
一、发电机可能发生的故障及相应的保护
二、发电机的不正常工作状态及其相应的保护
不
正
常
工
作
状
态
负荷超过发电机额定值、负
序电流超过发电机长期允许值
外部短路、非周期合闸
以及系统振荡等。
发电机突然甩负荷
主汽门突然关闭而发
电机断路器未断开
过电流保护
过负荷保护
过电压保护
逆功率保护
过电流保护
过负荷保护
作为外部短路和内部短路的后
备保护。50MW及以上的发电
电机，应装设负序过电流保护。
对称过负荷，应装设只接于一
相的过负荷保护。不对称过负
荷，一般在50MW及以上发电
电机应装设负序过负荷保护。
二、发电机的不正常工作状态及其相应的保护
过电压保护
逆功率保护
特别是水轮发电机，在突
然甩负荷时，转速急剧上
升从而引起过电压。在水
轮发电机和大型汽轮发电
机上应装设。
主汽门突然关闭而发电机断路
器未断，发电机变为从系统吸
收无功，对汽轮发电机叶片特
别是尾叶，可能过热而损坏。
发电机保护动作跳开发电机断路器
的同时，还应断开发电机励磁电流。
二、发电机的不正常工作状态及其相应的保护
第二节 发电机的纵差保护
发电机纵差保护是发电机定子绕组及其引出线相间短路的主保护，能快速而灵敏地切除内部所发生的故障。同时，在正常运行及外部故障时，保证动作的选择性和工作的可靠性。在保护范围内发生相间短路时，应瞬间断开发电机断路器和自动灭磁开关。一般中、小型机组的纵差保护采用带速饱和变流器的电磁型差动继电器BCH-2构成，大容量的发电机采用带比率制动特性的差动继电器BCH-1 构成。
一、发电机相间短路及其保护要求
二、发电机的纵差保护
发电机的纵差保护是利用比较发电机中性点侧和引出线侧电流幅值和相位的原理构成的，因此在发电机中性点侧和引出线侧装设特性和变比完全相同的电流互感器来实现纵差保护。两组电流互感器之间为纵差保护的保护范围。电流互感器二次按照循环电流法接线，即如果两组电流互感器一次侧的极性分别以中性点侧和母线侧为正极性，则二次侧同极性相连接。差动继电器和两侧电流互感器的二次绕组并联。保护的单相原理接线图如图11－1所示
第二节 发电机的纵差保护
第二节 发电机的纵差保护
图 11-1 发电机纵差保护单相原理接线图
（a）内部故障情况； （b）正常运行及外部故障情况
1、正常运行及外部故障时：
理想情况：
实际情况：
第二节 发电机的纵差保护
保护区内故障：
单侧电源：
双侧电源：
第二节 发电机的纵差保护
2）具有断线监视装置的发电机纵差保护的原理接线
保护装置采用三相式接线（1～3KD为差动继电器），在差动回路的中线上接有断线监视的电流继电器KA，当任何一相电流互感器回路断线时，它都能动作，经过时间继电器KT延时发出信号。另外，为了使差动保护的范围能包括发电机引出线（或电缆）在内，所使用的电流互感器应装在靠近断路器的地方。
3）差动保护整定计算
1、按电流互感器二次断线条件：
2、按最大不平衡电流条件：
两条件取较大值为整定值。
差动继电器动作电流：
3、断线监视继电器启动电流:
(11-2)
=8ING，继电器启动电流为：
对于水轮发电机，=5ING, =(-)ING/KTA
灵敏度：
：发电机出口短路时，流经保护最小的周期性短路电流。
断线监视动作电流一般按20%额定电流整定，为了防止断线监视装置误发信号，KT延时发出信号。
3）差动保护整定计算
3）差动保护整定计算
纵差保护虽然是发电机内部相间短路最灵敏的保护，但是在中性点附近经过渡电阻相间短路时，仍存在一定的死区。由于定子绕组的电动势和匝数成正比，靠近中性点短路时，定子电动势随定子绕组匝数的减少而减少，虽然定子绕组的电抗和匝数平方成正比，比定子电动势减少得更快，但是当经过渡电阻短路时，短路电流可能很小，使保护不能动作。
三、比率制动式发电机纵差保护
基本原理：是基于保护的动作电流随着外部故障的短路电流而产生的最大不平衡电流的增大而按比例的线性增大，且比最大不平衡电流增大的更快，使在任何情况下的外部故障时，保护不会误动