发电机—变压器组保护设计
接地，当发电机内部单相接地时，流经接地点的电流为发电机与发电机有直接电联系的个元件的对地电容之和。根据规程规定，当发电机的接地电容电流等于或大于其安全电流时，应装设动作于跳闸的接地保护；当接地电流小于安全电流时，一般装设作用于信号的接地保护。
一． 发电机定子绕组单相接地故障的分析
1. 定子绕组的单相接地故障的零序电压
正常运行时，发电机机端三相电压时对称的。当发电机机端U相
.发生金属性接地故障时，U相对地电压U?U?0,其他两相对地电压升
高3倍，显然当发电机一相金属性接地时，极端零序电压的大小等于发电机故障前的相电压。当发电机U相接地发生定子绕组距中性点
?处，则各相机端对地电压将随着故障点的位置不同而改变。当接
地点发生在中性点?处时，发电机零序电压的大小等于故障前想电动势的?倍。
2.正常运行和定子单相接地时三次谐波电压分布
（1）正常运行时三次谐波电压分布。任何一台发电机的相电动势中都含有谐波分量，在设计发电机时利用发电机绕组的分布和短节距来消除5次、7次谐波，以消除对电压波形的影响。而三次谐波的相序属零序分量，在线电压中可以将它消除，但在相电动势中依然存在。根据大量实测资料表明每台发电机的相电动势中约有2%～10%的三次谐波分量。
当发电机中性点对地接地时，正常运行情况下，发电机机端的三次谐波电压US3总是小于中性点侧的三次谐波电压UN3。极限情况，当发电机出线端开路（即C??0）时，US3?UN3;当发电机中性点经消弧线圈接地时，正常运行情况下，机端三次谐波电压US3比中性
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点侧的三次谐波电压UN3更小。因此，发电机正常运行时机端三次谐波电压总是小于中性点侧的三次谐波电压。
（2）距中性点?处发生单相接地时三次谐波分布。当发电机定子绕组发生金属性单相接地时，不论发电机中性点有无消弧线圈恒有
US31U???。可见发电机中性点接地时UN3?0????US3?E3;发电机N3?机端接地时UN3?E3???US3?0；当?=0.5时US3?UN3
二．反应基波零序电压的定子接地保护
根据发电机单相接地时定子回路出现零序电压，且零序电压的大小与接地点的位置有关的特点 ，利用机端电压互感器开口三角绕组的输出电压构成了反应基波零序电压的零序电压的定子接地保护。该保护的过电压元件检测发电机机端电压互感器二次侧开口三角形的输出电压，当检测的电压大于保护的动作整定值时，过电压元件动画做发信号。
由于正常运行时，发电机相电压中含有三次谐波，因此，在机端电压互感器开口三角形绕组一侧也有三次谐波电压输出。此外，当变压器高压侧发生接地故障时，由于变压器高、低绕组之间由耦合电容存在。发电机机端也产生零序电压，为了保证保护动作的选择性，保护装置的整定值应避开正常运行时的不平衡电压（包括三次谐波电压），以及变压器高压侧接地时在发电机机端产生的零序电压。
根据运行经验，保护的起动电压一般整定为15～30KV左右，考虑采用性能良好的三次谐波滤过器后，其动作值可降至5～10KV。显然，保护在中性点附近有5%～10%的死区。若定子绕组经过渡电阻Rf单相接地时，则死区更大。这对于大、中型发电机是布允许的。因此，在大、中型发电机上应装设能反应100%定子绕组单相接地保护。
三．基波零序电压和三次谐波电压构成的100%定子接地保护
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1.保护的原理分析
基波零序电压和三次谐波构成的100%定子接地保护由两部分组成：一部分是极薄电压保护，另一部分是三次谐波电压保护，即基波零序电压保护来反应发电机85%～95%的定子绕组单相接地，由三次谐波电压保护来反应发电机中性点附近定子绕组的单相接地。为提高可靠性，两部分的保护区应重叠。无论发电机中性点有无消弧线圈，正常运行时机端三次谐波电压US3比中性点侧的三次谐波电压UN3；而在距中性点50%范围内接地时，US3?UN3。
基波零序电压和三次谐波构成的100%定子接地保护的动作判据为：
3U?U
00.setUS3/UN3?K3.set式中：3U0为发电机机端零序电压； U0,set 为基波零序电压整定值；US3 和UN3 分别为机端TV和中性点TV开口三角形开口绕组输出的三次谐波分量；K3,set为三次谐波比例整定值。
零序电压判据和三次谐波判据各有独立的出口回路，以满需不同配置的要求。利用三次谐波构成的接地保护，由于反应中性点侧附近定子绕组的单相接地故障，在该保护范围内定子绕组单相接地时，零序电压较小，该保护动作与信号；由于反应机端零序电压的接地保护范围内发生接地故障时，零序电压较大，该保护可动作与跳闸或信号。
2.保护的整定计算 （1）三次谐波电压保护：
设正常运行时，三次谐波电压比值为K3（实测最大值），则取
K3,set?(1.05?1.15)K3
（2）基波零序电压保护
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该保护的动作电压按躲过正常运行时中性点侧但想电压互感器或机端电压互感器开口三角形绕组的最大不平衡电压整定，即：
Uop,0?KrelUnub,max
式中 Uop,0——基波零序电压保护整定值
Krel——可靠系数，取1.2～1.3
Unub,max——实测基波不平衡电压
当Uop,0﹤10V时，应校验高压系统接地短路时传递到机端的基波零序电压，以避免保护误动作。
3.保护动作逻辑框图
中性点TV US3/UN3?K3,set t1 信号
极端TV 3U0?U0,set t2 信号或跳闸
第三节 主变压器接地保护
变压器的接地保护（又称变压器的零序保护）用于中性点直接接地系统中的电力变压器，以反应变压器高压绕组、引出线上的接地短路，并作为变压器主保护和相领母线、线路接地故障的后备保护。电力变压器的接地保护通常由主变压器零序电压3U0元件、主变压器零序电流3I0元件、主变压器间隙零序电流3I0元件及时间元件构成，根据变压器中性点的接地方式进行选择配置。
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一.中性点直接接地的变压器接地保护
1.保护原理
中性点直接接地的变压器接地保护，通常采用两段零序电压保护，零序电流均由变压器中性点电流互感器的二次侧获得，每段保护均设置两个动作时限。保护每段动作后，都以较短时限跳开母联络断路器或三绕组变压器中压侧由源断路器，以减小故障范围；以较长时限跳开高压侧断路器。
2.保护逻辑框图
1QF t1 1QF1 跳QF
I 3I0 t2 II t3 3I0 跳各侧 t4 断路器
为防止变压器与系统并列前其高压侧发生单相接地时，变压器的接地保护误动作误跳母联断路器，将变压器接地保护动作于母联段路器的跳闸回路经其高压侧断路器的常开触点1QF1闭锁。变压器零序电流Ⅰ段保护的动作电流和动作时限，分别与相邻线路零序过电流保护第Ⅰ段或第Ⅱ段的动作电流及动作时限配合进行整定；其中
t1?t0??t，t2?t1??t。变压器零序电流Ⅱ段保护的动作电流和动
作时限，分别与相邻线路零序电流保护后备段的动作电流及动作时限配合进行整定。其中，t3?t1,max??t，t4?t3??t。
二.中性点可能接地也可能不接地运行变压器的接地保护
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