发电机—变压器组保护设计
序电流产生，发电机在制造时对长期允许负序电流有一定的裕度，故要求负序电流保护还应起到监视发电机负序电流负荷的作用。负序过负荷时，保护动作并经延时作用于信号。
1.保护原理
两段式定时限负序过电流保护装置由作为不对称短路起动元件的两个负序电流继电器、作为对称短路起动元件的低电压继电器、电流互感器等组成。
接在负序电流滤过器输出端的负序电流继电器具有较小的整定值，称为灵敏电流元件，动作于延时信号；另一个负序电流继电器具有较大的整定值，称为不灵敏电流元件，作用于发电机跳闸。由于三相对称短路不存在负序电流分量，因此负序过电流保护不能反应三相短路故障，还需要装设另外一个单相式的低电压起动过电流保护，用于反应三相短路故障。过负荷保护接于一相电流中的电流继电器和共用时间继电器组成，作用后延时发出信号。
2.发电机负序过电流保护整定原则
（1）.对反应负序过负荷的灵敏元件
动作电流应躲过发电机在最大可能过负荷情况下，计及系统频率可能降低和负序电流滤过器的误差等原因而引起的不平衡电流，动作电流可取为：
IDZ,2?0.I1op, l式中 Iop,——l发电机额定电流 负序或负荷的动作时限应大于后备保护的最大时限，一般取5～9s。
(2）.对于反应负序过电流的不灵敏元件
A.按转子的发热条件整定： I?DZ,2?(0.25?0.6)Iop,l
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B．发电机的负序电流保护只与升压变压器上的负序电流相配合，动作电流为：
IDZ,2?KphI2,js
式中 Kph——配合系数，取1.1
I2,js——计算方式下变压器高压侧发生故障且流过升压变压器的负序电流正好与变压器的负序电流保护的动作电流相等时，流过被保护发电机的负序电流
不灵敏电流元件的动作时限选择原则与后备保护相同，一般当升压变压器高压侧发生不对称故障时，应在2～5s内切除故障。
(3).对单相式低压起动的过流保护
单相式低压起动的过流保护的过电流保护整定原则同上 (4).对对称过负荷保护
对称过负荷保护延时动作与信号，为了防止外部短路时保护装置误动作，其动作时限应比后备保护的动作时限大一个时限阶段，动作电流按下式整定：
IDZ,2?KkKIop,l f式中
Kk ——可靠系数，取1.05
Kf——返回系数，取0.85 Iop,——l发电机额定电流 四．反时限负序过电流保护
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在电力系统中发生不对称短路故障或非全相运行时，发电机定子绕组内出现负序电流，在定子气隙中产生负序旋转磁场，旋转磁场具有两倍同步转速在转子中感应出100HZ的电流。该电流引起的附加损耗与电流的平方成正比，并在槽楔与齿壁之间、齿于护环之间、端部阻尼环及护环内表面等局部有高密度的电流产生，可能造成转子在这些部位的烧伤。与此同时，负序旋转磁场与转子之间，正序旋转磁场与定子负序电流之间所产生的100HZ脉动电磁转矩，将同时作用在发电机的转子和定子上，引起发电机组的机械振动。因此，反时限负序过电流保护是防止转子由于负序电流烧伤的主保护。保护动作与跳闸，同时要求能起到监视发电机负序过负荷的作用，并且发出过负荷信号。
第二节 阻抗保护
对于升压变压器或系统联络变压器，当采用复合电压起动的过电流保护和负序电流及单项式低电压起动的过电流保护时不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。
变压器阻抗保护通常作为330KV及以上大型变压器相间短路的后备保护，由起动元件、相间阻抗测量元件、时间元件、TV断线检测元件等组成。当阻抗保护的起动元件和阻抗元件均动作、阻抗保护的压板投入、TV断线检测元件不动作，且经过预定的延时后，保护动作与跳闸。
1.起动元件
起动元件由由相电流差突变量起动元件和负序电流起动元件两部分组成，相电流差突变量起动反应对称短路故障，负序电流起动元件反应不对称短路故障。起动元件动作判据为：
△i_φ≥I_set或I_2>I_(set,2)
式中：△i_φ为相电流突变量；I_2为负序电流；I_set、I_(set,2)分别为相电流突变量起动元件和负序电流起动元件的动作整定值，通常均取电流互感器二次额定电流的0.2倍。
2.阻抗元件
阻抗元件时变压器阻抗保护的测量元件，用于测量相间短路阻抗
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值，构成变压器相间短路的后备保护。阻抗元件采用0^0接线方式，其动作特性可根据需要整定为全阻抗圆特性或偏移阻抗圆特性，动作的正方向可以指向变压器，也可以指向母线，由保护的控制字控制。
3.TV断线检测元件
TV断线检测元件的作用是防止TV断线时，变压器阻抗保护误动作。当该元件检测到TV二次回路断线时，将阻抗保护闭锁，并发出告警信息。
阻抗保护逻辑框图
AB相间阻抗判据动作 BC相间阻抗判据动作 CA相间阻抗判据动作 相电流突变量启动元件动作 负序电流突变量启动元件动作 机端TV断线 ≥1 & & t1 & 保护Ⅰ段动作 t2 & 保护Ⅱ段动作 阻抗保护软连接片投入 后备保护应连接片投入 第三章 反映接地故障的保护 第一节 转子一点接地保护
发电机正常运行时，转子回路对地之间有一定的绝缘电容和分布电阻。当转子回路发生一点接地故障时，由于没有形成电流回路，对发电机运行没有直接影响；一旦发电机发生转子两点接地后，励磁绕组将形成短路，使转子磁场畸变，引起机体强烈震动，严重损坏发电机。因此，有关规程要求发电机必须装有转子回路一点接地保护，动作于信号；装设转子回路两点接地保护，动作于跳闸。
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一． 转子回路一点接地保护原理分析
1.保护原理：
切换采样式转子一点接地保护采用开关切换采样原理，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻和接地位置。 当设S1闭合，S2断开时，在R1上测得电压U1；当S2闭合，S1断开时，在R1上测得电压U2。?U?U1?U2，则： ??1?U133??U
Rf?aR13?U?R1?23R正常运行时：4个电阻R对称，U1?U2，?U?0，Rf??；转子
一点接地时，U1?U2,当接地电阻小于Rf或等于接地电阻整定值
Rf,set(Rf?Rf,set) 时，经延时发信号。
2.保护的整定计算：
保护的接地电阻整定值取决于正常运行时转子回路的绝缘水平。当接地电阻的高整定值整定为10K?时，延时（4～10 s）东方工作于发信号；当接地电阻低整定值整定为10K?时，延时（1～4s）动作与跳闸。
第二节 定子接地保护
根据安全要求，发电机的外壳都是接地的。因此，发电机定子绕组与铁心间的绝缘在某一点上遭到破坏，就有可能发生单相接地故障。当接地电流较大在故障点引起电弧时，将破坏定子绕组的绝缘及烧坏铁心，严重时烧伤发电机。所以把不产生电弧的单相接地电流称为安全电流，其大小与发电机额定电压有关。发电机额定电压越高，其安全电流越小，反之亦然。发电机中性点一般不接地或经消弧线圈
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