151水力发电厂继电保护设计导则.doc

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1、IDL / T 5177一2003前言本标准是根据国家经济贸易委员会电力司关于确认1999年度电力行业标准制、修订计划项目的通知（电力9(200022号文）安排编写的。本标准对水力发电厂水轮发电机组，抽水蓄能机组、主变压器、自祸变压器等厂内元件保护的配置方案和整定计算方法等作了原则的规定。本标准由国家电力公司水电水利规划设计总院提出、归口并解释。本标准起草单位：国家电力公司中南勘测设计研究院。本标准参加起草单位：珠江委员会设计院。本标准主要起草人：叶维爱、陈祖华、陈学雷。DL / T 5177一20031 范围101本标准规定水力发电厂继电保护设计共同遵守的基本原则，水力发电厂主要设备的继电保

2、护设计。1.0.2本标准适用于3kv及以上，单机容量为6MW以上550MW及以下的水轮发电机组和抽水蓄能机组，容量5MvA以上6以）MvA及以下的主变压器和联络变压器、厂用及近区变压器、励磁变压器、母线和短（联）线、断路器和隔离开关、并联电抗器、10kV（6 kV）近区和厂用线路、厂用低压电动机等厂内电力设备的继电保护装置。lDLT 5177一20032 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件

3、，其最新版本适用于本标准。GB14285一1993继电保护和安全自动装置技术规程电安生1994191号，关于颁发哎电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点的通知2DL / T 5177一20033 总则3.01继电保护装置应符合可靠性（信赖性和安全性）、选择性、灵敏性和速动性的要求。在确定其配置和构成方案时，应综合考虑以下几个方面：1、电力设备和电力网的结构特点和水力发电厂采用计算机监控系统及运行值班方式的特点；2、故障出现的概率和可能造成的后果；3、经济上的合理性；4、国内和国外的经验；5、应具有一定的先进性：6、便于运行和维护。302水力发电厂继电保护的设计除应按本导则设计外，还应符合

4、现行的有关国家标准、行业标准，以及主管部门关于继电保护反事故措施的有关规定。303水力发电厂中的电力设备、短（联）线和线路，应装设短路故障和异常运行保护装置，电力设备、短（联）线和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护（近后备或远后备），必要时可增设辅助保护。304继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的、要求。可靠性包括信赖性和安全性。1）信赖性是指保护该动作时不拒动，是继电保护装置可靠性的一个方面；2）安全性是指保护不该动作时不误动，是继电保护装置可靠性的另一个方面。为保证可靠性，宜选用可能的最简单的保护方式，应采用由3DLT 5177一2003可靠的元件和尽可能简单的回路构成的

5、性能良好的装置，并应具有必要的检测、闭锁和双重化等措施。保护装置应便于整定、调试和运行维护。2、选择性是指首先由故障设备或短（联）线、以及线路本身的保护切除故障，当故障设备或短（联）线、线路本身的保护或断路器拒动时（含死区故障），才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。为保证选择性、对相邻设备、短（联）线、和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如起动与跳间元件或闭锁与动作元件），其灵敏系数及动作时间应相互配合。3、灵敏性是指在设备、短（联）线或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利正常（含正常检修）运行方式和不利的故障

6、类型计算。各类短路保护的灵敏系数，不宜低于表3众4所列数值。4、速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备、短（联）线和线路的损坏程度，缩小故障波及范围等。3.0.5制定保护配置方案时，对稀有故障，应根据其对电网影响程度和后果采取相应措施，对两种故障同时出现的稀有情况，仅保证切除故障。3.0.6在各类保护装置接于电流互感器布置位置时，同时考虑既。要消除保护死区，又要尽可能减轻电流互感器本身故障时所产生的影响。断路器与电流互感器的布置位置应使保护区划分清晰，主接线中的切断点应以正确切断短路点为原则，使相邻元件主保护范围有效搭接。3.0.7当采用远后备方式时，变

7、压器或电抗器后面发生短路，由于短路电流水平低，而巨对电网不致造成影响以及在电流助增作用很大的相邻线路上发生短路等情况下，如果为了满足相邻保护区末端短路时的灵敏性要求，将使保护过分复杂或在技术上难以实现时，可以缩小后备保护作用的范围。4DL / T 5177一20033.0.8如由于短路电流衰减，系统振荡和电弧电阻的影响，可能使带时限的保护拒绝动作时，应根据具体情况采取措施。但无论采取哪种措施，都不应引起保护误动作。1、自并励励磁系统的发电机、发电电动机的保护装置宜采用电流保持低电压过流保护，也可采用精确工作电流足够小的低阻5DL / T 5177一2003抗保护装置。2、因系统振荡可能引起误动

8、作的保护装置应装设振荡闭锁装置，必要时也可按振荡时不误动作的条件来选取保护整定值。309一般采用加强主保护、简化后备保护的原则，使继电保护装置在故障检测、迅速隔离所有大电网的短路事故和扰动方面有足够的信赖性和安全性。1 提高信赖性（防拒动）的措施：l）采用反应同一种短路故障的两套主保护。2）两套主保护交流电流回路分别与各自的电流互感器二次绕组连接，交流电压回路应分别与一组电压互感器两个二次绕组联接。3）断路器、灭磁开关有两个跳闸线圈时，每一跳闸线圈应分别与每一套主保护相连。4）两套主保护布置应分开，可分设在不同屏上，亦可设在同一屏的两个独立部位：每套主保护应有独立的跳闸出口，直流电源应分别供给

9、。5）保护跳闸出口应具有记忆功能。2 提高安全性（防误动）的措施：l）静态继电器内部故障应有闭锁回路，并宜具有内部故障检测与信号；2）微机型保护装置，应采取自诊断及闭锁措施。3010为了分析和统计继电保护动作情况，保护装置应设置指示信号，并符合下列要求：1 在直流电压消失时不自动复归，或在直流电源恢复时，仍能保持原来的工作状态。2 分别显示各保护的动作情况。3 在由若干部分组成的保护装置中，能分别显示各部分及各段的动作情况。4 对复杂的保护装置，宜设置反应内部异常的信号。6DL / T 5177一20035 用于起动顺序记录或微机监控的信号触点应为瞬时重复动作触点，其信号宽度大于10ms。6

10、继电保护装置应有足够的信号触点和通信接口（微机型），并要求与监控系统接口要求相匹配。3011保护用电流互感器（包括中间电流互感器）的稳态比误差不应大于10，必要时还应考虑暂态误差，并应进行负荷计算；对35kv及以下的电力网，当技术难以满足要求，且不致使保护不正确动作时，才允许较大的误差。原则上，保护装置与测量仪表不共用电流互感器的二次绕组，当必须共用一组二次绕组时，则仪表回路应通过中间电流互感器或试验部件连接。当采用中间电流互感器时，其二次开路情况下，保护用电流互感器的比误差仍应不大于10。1 330kV及以上保护用电流互感器应满足：l）保护用电流互感器暂态误差应满足保护装置的要求、一次系统时

11、间常数可按01：考虑。2）保护用电流互感器的二次电流宜选用IA。2 用于变压器差动保护的各侧电流互感器，宜具有相同的铁心型式。3 用于同一母线差动保护的电流互感器，宜具有相同的铁心型式。4 对采用Gis的断路器，其电流互感器根据用途宜布置于断路器两侧。5 对具有330kV及以上主接线中的22既v电压等级电流互感器，当需要考虑暂态要求时，其铁心的技术条件除一次系统时间常数，对变压器回路按015，对线路按a06s外，其余条件应与330kV及以上电流互感器相应条款相同。3012 110kv220kV电压互感器宜选用两个主二次绕组一个辅助二次绕组的电压互感器；330kV及以上电压互感器应有两个主二次绕

12、组、一个辅助二次绕组，各绕组的容量和准确等级应满足7DL / T 5177一2003继电保护装置、安全自动装置和测量仪表的要求。在电力系统正常运行情况下，当电压互感器二次回路断线或其他故障能使保护装置误动作时，应装设断线闭锁或采取其他措施，将保护装置解除工作并发出信号。当保护装置不致误动时应设有电压回路断线信号。3013 330kv及以上超高压电网中应考虑电压互感器的暂态过程影响，一般情况下电压互感器的暂态特性应满足如下要求：在其一次侧短路后，二次电压在20ms内应降低到短路前峰值的5一10以下；额定电压下，20ms后也不应再出现高于额定值（峰值）。500kv电压互感器可采用电容式电压互感器，

13、其暂态特性和铁磁谐振特性应满足如下要求：1 在负载为25一100额定负载、功率因数在0刀一10范围内，当一次端子在额定电压下短路时，二次电压在20ms内降到短路前电压峰值的10以下。2 在HZ倍额定电压且负载为零时，电压互感器二次侧短路后又突然消除短路，其二次电压峰值在。25内恢复到与正常值相差不大于10的数值：而在1万倍额定电压，且在相同的短路条件下，其二次电压回路铁磁谐振持续时间不应超过2503014采用静态和微机保护装置时，对工作环境、电缆、直流电源和二次回路，应采取抗电磁干扰的措施。保护装置采用直流电源，额定电压220V、110V，允许波动范围：一010。纹波系数：不大于5。3015运

14、行方式的确定：1 最大运行方式：设计水平年内，系统实际的最大运行方式。2 不利正常运行方式：系指正常运行方式下有一条线路或一台电力设备检修的运行方式。3016计算校验所用的短路电流一般不考虑非周期分量的影响，8DL/ T 5177一2003后备保护采用稳态电流几，主保护采用超瞬变电抗对应的短路电流值。3017对保护的电缆联接电阻值宜进行核对计算。91011 1213DLT 5177一20035 发电机保护51 一般原则511电压在3kV及以上、容量在6MW以上550MW及以下的发电机应按本节中的规定，对下列故障及异常运行方式，装设相应的保护装置：1 定子绕组相间短路；2 定子绕组匝间短路；3

15、定子绕组接地；4 发电机外部相间短路；5 定子绕组过电压；6 定子绕组过负荷；7 转子表层（负序）过负荷；8 励磁绕组过负荷：9 励磁回路一点接地；10 励磁电流异常下降或消失；11 定子铁心过励磁；12 调相运行与系统解列；13 发电机逆功率：14 失步；15 轴绝缘破坏。512各项保护装置，根据故障和异常运行方式的性质，按本节各条的规定，分别动作于：1 停机：断开发电机断路器、灭磁，关闭导水叶至机组停机状态；2 解列灭磁：断开发电机断路器、灭磁，关导水叶至空载；l4DL 1 T 5177一20033 解列：断开发电机断路器、关导水叶至空载；4 减出力：将水轮机出力减到给定值；5 缩小故障影

16、响范围：例如断开母联断路器等；6 信号：发出声光信号。52发电机定子绕组及其引出线的相间短路保护521 6MW 以上的发电机，应装设快速动作的主保护，保护应瞬时动作于停机。1 100MW 及以下的发电机装设一套主保护；100MW以上、300MW以下的发电机应装设两套主保护；300MW及以上的发电机应装设双重化主保护。2 对发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的主保护；当发电机与变压器之间没有断路器时，100MW及以下的发电机，可只装设发电机一变压器组共用的主保护；l00MW以上的发电机，除发电机一变压器组共用主保护外，发电机还应装设单独的主保护；对2以）MW及以上、3

17、00MW以下发电机一变压器组，发电机、变压器均应分别装设单独的主保护和一套共用的主保护，构成双套保护。3 对300MW及以上的发电机一变压器组，发电机和变压器应分别装设双重化纵联差动保护或双重化快速主保护。522 当主保护采用纵联差动保护时，保护装置应采用三相接线方案，保护装置应具有减小穿越性短路电流和同步合闸过程中的冲击电流影响的良好性能，以减轻不平衡电流所产生的影响，以便尽量降低动作电流的整定值。对looMW及以下的发电机可采用具有速饱和特性或具有比率制动特性的差动继电器；100MW以上的发电机采用具有比率制动特性的差动继电器。对采用动作电流大于发电机额定电流或采用灵敏接线的纵联差动保护，

18、宜装设电流回路断线监视装置，断线后动作于信号。523 对于中性点侧为双星或多星形连接方式的发电机，可装设15DL/ T 5177一2003检测各星形绕组中性连线上不平衡电流的单元件发电机内部短路保护，作为发电机内部各种相间短路、同相不同分支绕组间短路和匝间短路等故障的主保护。当保护继电器的三次谐波滤过比）80时，动作电流初选为：524 当发电机采用多分支分布中性点结构时，应装设反应发电机定子绕组相间、同相分支间短路故障的比率制动纵联差动保护，裂相保护和单元件发电机内部短路保护。单元件发电机内部短路保护用电流互感器可用专用的母线型电流互感器，其变比可选215A一6005A（2 00/A一600I

19、A）。525 具有速饱和特性的差动继电器纵联差动保护整定计算原则如下：l 动作电流的整定计算：l6发电机纵联差动保护的动作电流，按下面两个条件计算，并取其中较大者为整定值。躲过外部短路时的最大不平衡电流：4 断线监视继电器的动作电流应大于正常运行情况下的最大不平衡电流，在确定动作电流时，还应考虑电流互感器二次回路断线对继电器的热稳定要求。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。526高灵敏度接线的纵联差动保护如下：高灵敏度纵差保护接线见图526。1 平衡线圈匝数的选择：平衡线圈的匝数应按二次回路断线时非断线相保护不动作的l718l9DL / T 5177一200

20、34 灵敏系数计算：当发电机纵联差动保护范围内发生两相或三相短路时，短路电流将流经两相或三相的差动线圈，而平衡线圈中却没有电流通过，因而差动继电器能灵敏地动作，灵敏系数的校验同5之5。527具有比率制动特性的差动继电器。1 起始动作电流按躲过发电机最大负荷条件下的不平衡电流整定：202153发电机的定子匝间或并联分支间短路的匝间短路保护531 对于定子绕组为星形接线，每相有并联分支且中性点有分支引出端子的发电机，应装设单继电器式横联差动保护或单元件发电机内部短路保护，保护应瞬时动作停机。532 50Mw及以上的发电机，当定子绕组为星形接线、中性点只有三个引出端子时，根据用户和制造厂的要求也可采

21、用由零序电压原理构成的发电机匝间短路保护装置作为定子绕组匝间短路故障主保护。1 保护装置装于按照特殊接线的发电机电压互感器的开口三角侧。该电压互感器的一次侧中性点与发电机中性点连接在一起，不能真接接地，其一次绕组必须是全绝缘2 保护装置应设有三次谐波滤过器，以降低保护对三次谐波和高次谐波信号的灵敏度。3 保护装置必须对区外两相短路故障和电压互感器一次绕组断线进行有效的闭锁。一般采用负序功率方向闭锁和断相闭锁与滤过式电压继电器组成定子绕组匝间短路保护装置。其负序功率方向元件应装于发电机端，其方向是区外故障功率方向元件不动作。用常开触点作闭锁，以闭锁发电机外部故障，在发电机内部相间和匝间短路故障时

22、，保护装置应正确动作，并网前应联锁解22DL / T 5177一2003除负序功率方向闭锁。4、三次谐波滤过比宜大于100。应考虑发电机起动过程频率变化对三次谐波滤过器的影响，采取必要的安全措施，防止保护装置误动作。5、保护应瞬时动作于停机。5.3.3当发电机采用多分支“分布中性点”结构时，应装设具有比率制动特性的纵联差动保护、裂相保护和单元件发电机内部短路保护（见5.3.4）保护应瞬时动作于停机。5.3.4定子绕组匝间短路保护整定计算。L、单元件横联差动保护。l）对于电流互感器一次额定电流按025A选择，且三次谐波滤过比在15左右的继电器，其动作电流为：23DLT 5177一2003VLp电

23、压互感器开口三角绕组上实测正常运行时经过三次谐波滤过器后的等效基波最大不平衡电压。对零序电压保护原理构成的发电机定子绕组匝间短路保护，当滤过式电压继电器对三次谐波滤过比为80以上，则可取消防止外部短路误动的闭锁元件，否则应采用负序方向闭锁装置反应负序功率方向，动作区一般调整在16左右。5.4 发电机定子绕组的单相接地故障保护541应根据发电机中性点接地方式和发电机接地电流允许值装设不同的接地保护。发电机定子绕组单相接地故障电流允许值按制造厂的规定值，如无规定时可参照表541中所列数据。542当单相接地故障电流（不考虑消弧线圈的补偿作用）大于允许值（参照表5.41）时应装设专用的单相接地保护装置

24、；当单相接地故障电流小于允许值时可由单相接地监视装置动作于信号，必要时动作于停机。可根据发电机中性点不同的接地方式装设不同的单相接地保护装置或单相接地监视装置。1 中性点不接地或经单相电压互感器接地方式。这种接地方式用于单相接地电容电流小于允许值（表541）的中小型发电机。电压互感器额定电压宜选取发电机一次额定线24DL /T5177一2003为电压互感器单相绕组在额定线电压下的励磁电抗。这种接地方式的发电机单相接地监视装置可由装于机端出口（或母线）电压互感器的开口三角侧或中性点侧单相电压互感器的二次侧，监视装置的监视范围应为定子绕组的80以上，宜采用滤过式零序过电压继电器。保护装置延时动作于

25、信号，必要时动作于停机。2 中性点经消弧线圈接地方式。当单相接地电容电流大于允许值（表541）时，发电机中性点可经消弧线圈接地，对单相接地电容电流进行补偿，一般采用欠补偿方式。100MW以下的发电机，应装设保护区不小于90的定子接地保护，100MW及以上的发电机，应装设保护区为100的定子接地保护，保护装置延时动作于信号，必要时动作于停机。l）对于保护区不小于90的保护装置，可由装于发电机机端电压互感器开口三角侧或消弧线圈二次侧的零序过电压继电器组成，宜采用滤过式零序电压继电器。2）对于保护区100的保护装置可采用双频分离式，由反应近机端侧单相接地的基波零序过电压保护和反应近中性点侧单相接地的

26、三次谐波零序过电压保护两部分组成。保护装置装于机端电压互感器和中性点消弧线圈二次侧。3 中性点经配电变压器的有效接地方式。当发电机一变压器组单元接线的大型发电机采用这种接地方式时，应装设保护区为95和100双重单相接地保护。1） 95定子单相接地保护装置装于发电机中性点接地联线的电流互感器上，电流继电器应具有三次谐波滤过（补偿）作用。保护装置瞬时动作于停机。2）100定子单相接地保护可装在中性点接地配电变压器二次负载电阻侧和机端电压互感器开口三角侧。保护装置瞬时动作于停机。25DL/T5177一20033）外加电源方式定子绕组单相接地保护，在机组启停过程中仍有保护作用，但必须增设低频电源，且要

27、求其有很高的可靠性。543定子绕组单相接地短路保护整定计算。1 中性点不接地或经单相电压互感器接地方式的单相接地零序过电压保护装置按下述原则整定：1）动作电压：2）保护区约90。3）保护动作时间t为（l一1.5）/s。2 中性点经消弧线圈接地方式的单相接地零序过电压保护装置按下述原则整定：l）保护区不小于90的零序过电压保护装置同1。2）保护区为100的双频分离式零序过电压保护装置由两部分组成。第一部分同1。第二部分用来保护近中性点10区段，为提高可靠性，两部分保护区应有一段重叠。由反应中性点侧单相接地的三次谐波零序过电压保护构成（由装于中性点消弧线圈二次侧的三次谐波零序电压继电器组成）。当中

28、性点接地时故障点对地电阻（表示灵敏度）一般不低于3k一5k。3）对利用发电机固有的三次谐波电动势，以发电机中性点和机端三次谐波电压比值变化来作为定子绕组单相接地保护动作判据的保护装置其动作判据为：55 发电机外部相间短路故障近后备和相邻元件相间短路故障的远后备保护551 6MW以上的发电机，宜装设复合电压（包括负序电压及线电压）起动的过电流保护。电流元件装在发电机的中性点侧。27552 50MW及以上的发电机。可装设负序过电流保护和单元件DLT 5177一2003低压起动过电流保护。电流元件装设在发电机中性点侧。灵敏系数按变压器高压侧两相短路验算，当上述保护不能满足灵敏性要求时，可采用低阻抗保

29、护。保护宜用同名相电流、相电压接线。553 自并励发电机，采用带电流记忆的低压过电流保护，也可采用精确工作电流足够小（如小于额定电流的30）的低阻抗保护，保护宜用同名相电流、相电压接线。554 当作为相邻元件（变压器）的远后备时，应按保护区末端相间短路验算保护灵敏度，保护区不宜伸出相邻线路保护第一段范围。555 本节各条中规定装设的各项保护装置，宜带有两段时限，以较短的时限动作于缩小故障影响范围，或动作于解列、解列灭磁，较长的时限动作于停机。556 并列运行的发电机和发电机变压器组的后备保护。对所连接母线的相间短路故障，应具有必要的灵敏系数，并不宜低于表3a4规定值。557外部相间短路保护的整

30、定计算：1 复合电压起动的过电流保护。l）保护动作电流：2829DL 1 T 5177一2003A发电机允许过热的时间常数，一般取A40tc值班人员有可能采取措施消除负序电流的时间，一般取120s。2）动作电流按与被保护发电机连接的升压变压器的保护装置灵敏性相配合的条件整定：Ist二KcoI2c。（5.5.7-8）式中：Kco配合系数，采用1.1；I2c，计算运行方式下，发生外部故障时，流过升压变压器的负序电流正好与其负序电流保护动作电流相等时流经发电机的负序短路电流，为简化计算，允许只考虑主要的运行方式。3）灵敏系数校验：ksc=Idnin2/Isc1.5（5.5.7-9）式中：idmin2

31、后备保护末端不对称短路时，流过保护的最小负序电流。4）动作时间整定：保护的动作时限按阶梯原则，与相邻元件后备保护相配合。3 低阻抗保护。l）保护动作阻抗一般按躲过发电机最小负荷阻抗整定：095UZn二一一一二一二0. 65tg（5.57一10）kpukdo.1.05/g式中：kpu可靠系数，采用1.2；kdo返回系数，采用1.15；urg发电机额定电压：Irg发电机额定电流：4）动作时限一般设两段，以较短时期（忿闭石、）动作于缩小故障影响范围，并与变压器相邻元件后备保护相配合，以较长时限动作于解列灭磁或停机。56发电机定子绕组过电压保护定子过电压保护采用单个电压元件，接在发电机机端的电压互感器

32、线电压上，对采用晶闸管整流励磁发电机，动作电压可取为13倍额定电压、动作时限可取为035，动作于解列灭磁或停机。57发电机定子绕组过负荷保护5.7.1定子绕组非直接冷却的发电机，应装设定时限过负荷保护，保护装置接一相电流，带时限动作于信号。5.7.2定子绕组过负荷能力较低（例如低于15倍、605）的发电3lDLT 5177一2003机，过负荷保护由定时限和反时限两部分组成。573定时限部分动作电流按在发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回的条件整定。1 动作电流：保护动作于信号，在有条件时可动作于自动减出力。574反时限部分动作特性按发电机定子绕组的过负荷能力确定，是定子绕组在发热方面的安全保护

33、。保护装置应能反应电流变化时发电机定子绕组热积累过程，不考虑在灵敏系数和时限方面与其他相间短路保护相配合，保护动作于解列灭磁。58 发电机转子表层（负序）过负荷保护581发电机转子承受负序电流的能力，以It A为判据。其中人为I2额定电流为基准的负序电流标么值；t为时间（s），A为常数。对不对称负荷、非全相运行以及外部不对称短路引起的负序电流，应按下列规定装设发电机转子表层过负荷保护。1 50MW及以上，A10的发电机，应装设定时限负序过负荷保护，保护装置与557第2款所述的负序过电流保护组合在一起。2 保护装置的动作电流按躲过发电机长期允许的负序电流值和躲过最大负荷下负序电流滤过器的不平衡电

34、流整定。323359 励磁绕组过负荷保护591对looMw及以上采用晶闸管整流励磁系统的发电机，应装设励磁绕组过负荷保护。592对300MW以下，采用晶闸管整流励磁系统的发电机，可装设定时限励磁绕组过负荷保护，保护可装在交流电源侧或直流输出侧，采用单继电器式。保护带时限动作于信号，必要时动作于解列灭磁。593加Mw及以上的发电机，保护可由定时限泪反时限两部分组成。1 定时限部分：保护带时限动作于信号。2 反时限部分：保护动作于解列灭磁，动作特性按发电机励磁绕组的过负荷能力确定。594励磁绕组过负荷保护整定。1 定时限部分。l）动作电流按正常运行最大励磁电流下能可靠返回的条件整定：34最大动作时

35、间对应的最小动作电流，按与定时限过负荷保护35DL/ T 5177一2003相同的条件整定，即过负荷保护动作于信号的同时，启动反时限过电流保护。反时限动作特性的上限动作电流与强励顶值倍数匹配。如果强励倍数为2倍，则在2倍额定励磁电流下的持续时间达到允许的持续时间时，保护动作于解列。当小于强励顶值而大于过负荷允许的电流时，保护按反时限特性动作。保护动作于解列灭磁。510 发电机励磁回路一点接地保护5101保护装置应能有效地消除励磁回路中交、直流分量的影响。在同期并列、增减负荷、系统振荡等暂态过程中，保护装置不应误动作，保护装置的灵敏度不宜低于10一20。保护带时限动作于信号。5102保护装置可由

36、下列原理构成。1 测量励磁回路的电导原理。以测量导纳为判据的励磁回路一点接地继电器的动作特性在导纳平面上是一个圆，见图5.10.2一1。图中实线圆为侧量导纳Y在导纳复数平面上的轨迹，其整定圆心如下：当测量导纳Y与继电器在导纳平面上的圆心坐标矢量之差的绝对值小于或等于继电器整定值凡的动作特性圆的半径绝对值时（即测量导纳Y进入继电器动作特性圆之内）继电器动作。2、外加直流电压原理。外加直流电压U0由单相交流电压整流取得，将此直流电压U0经一继电器K顺向加到励磁绕组的一端与地之间，如图5.10.22所示。继电器动作电流整定计算：363、阻容电桥原理。保护装置采用简单的电阻、电容网络接于发电机励磁绕组

37、上，在此网络的三个分支上按顺序进行切换采样和比较，以确定励磁回路对地绝缘电阻值，装置只反应转子回路的对地电阻，动作值37DL / T 5177一2003不受发电机励磁绕组对地电容、故障地点和励磁电压数值及其谐波成分的影响。不需向励磁回路叠加电压、继电器中低压元器件与励磁回路间在电气上是隔离的，适用于发电机励磁电压500v范围以内（见图5.l.23）。灵敏度调整可通过改变相应的运算放大器的闭环放大系数来实现。保护装置灵敏度的整定取决于正常运行的励磁回路的绝缘水平。当励磁回路绝缘电阻大于I说情况下，将励磁绕组任一极以80整定电阻接地，保护应可靠动作、以120整定电阻接地，保护应不动作。511励磁电

38、流异常下降或完全消失的失磁保护5111按发电机容量和励磁系统型式，以及发电机在系统中的作用，装设不同的失磁保护。5112失磁保护装置可由阻抗、励磁电压、母线低电压等起动元38DL / T 5177一2003件和闭锁元件组成。1 阻抗元件用于检出失磁故障，一般装设一段，可按静稳边界或异步边界整定。静稳边界一般可按苹果圆特性整定。当采用无功功率方向与静稳边界组合的定子判据时，可用机端电压组成综合定子判据，此时静稳边界圆可按普通圆特性整定。对转子时间常数很大（大于85）的大型发电机和装有多机组的大型水电厂，要考虑发电机失磁后，按静态稳定边界为判据的阻抗元件将延缓动作，故宜采用无功方向作为辅助判据，以

39、确保电力系统继电保护配合的合理。2 励磁电压元件用于检出失磁故障，一般采用如下判据：l）等励磁电压判据：励磁低电压的动作电压按正常运行过程中不误动的条件整定，一般与阻抗元件综合使用，并加适当时限。2）变励磁电压判据：200MW及以上的发电机应采用变励磁电压判据，可以与阻抗元件综合伸用也可单独伸用励适当时限。3 母线低电压元件用于监视发电机母线电压，以保障电力系统的安全，一般采用三相式电压继电器，接于线电压上，作为机端测量阻抗轨迹的近似等压边界（机端电压叽保护不变阻抗轨迹）。4 闭锁元件应保证在外部短路、系统振荡以及电压回路断线等情况下防止保护装置误动作，一般由负序电流（或电压）元件、延时元件和

40、电压回路断线闭锁元件组合而成。当采用自同步并列时，还应采取防止保护装置误动作的措施。发电机正常进相运行时，保护装置不应误动作。5 失磁保护宜带时限动作于解列。5113失磁保护的整定计算。1 反应发电机励磁电流简易失磁保护。39404142434445464748DLT 5177一2003515失步保护5151 300Mw及以上发电机宜装设失步保护，当系统发生非稳定振荡时保护系统或发电机安全。5152失步保护可由测量发电机与系统之间的功角，双阻抗元件或测量振荡中心电压等原理构成。在短路故障系统稳定振荡，电压回路断线等情况下，保护不应动作，保护动作宜与电力系统配合，一般动作于信号，也可动作于解列或

41、自动减负荷，必要时并应装设电流闭锁装置，以保证断路器断开时的电流不超过额定失步开断电流。5.15.3失步保护是直接与电力系统安全相关的保护装置，因此选型宜由电力系统有关部门决定。5.16轴电流保护516.1推力轴承或导轴承绝缘损坏时，在感应电压作用下产生轴电流，为防止轴瓦过热烧损，对l00MW及以上发电机和15MW及以上灯泡式水轮发电机宜装设轴电流保护。保护瞬时动作于信号，亦可经时限动作于解列灭磁。5 16.2轴电流保护宜采用套于大轴上的特殊专用电流互感器作为测量元件，也可采用其他专用的电压型装置作为测量元件。5.16.3轴电流保护的整定。1、动作电流：按制造厂要求整定或Is=O5A一02A。

42、2、动作时限：t=2s动作于信号。49DL 1 T 5177一20036大中型电力变压器保护6.1一般原则对大中型电力变压器的下列故障及异常运行方式，应按本节的规定装设相应的保护装置：1 绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；2 绕组的匝间短路：3 外部相间短路引起的过电流；4 性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；5 过负荷：6 过励磁：7 油面过低；8 变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障；9低压侧单相接地。6.2.瓦斯保护及油位、防爆保护621油浸式变压器，带负荷调压油浸式变压器的调压装置，以及嵌入变压器油箱的高压电缆终端盒，均应装设瓦斯保

43、护，作为变压器绕组相间、匝间、层间以及中性点直接接地侧单相接地短路和调压装置、高压电缆终端盒内部短路的主保护。622轻瓦斯保护。当油浸式变压器、调压装置、高压电缆终端盒的壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号。623重瓦斯保护。当油浸式变压器、调压装置、高压电缆终端盒的壳内故障产生大量瓦斯时，应瞬时动作于断开变压器各侧断502 重瓦斯动作流速的整定。瓦斯保护动作于跳闸的重瓦斯部分，通常按通过气体继电器的油流流速整定。流速的整定与变压器的容量、接气体继电器的导管直径、变压器冷却方式、气体继电器的型式等有关。表6.2.5一l为动作于跳闸的瓦斯保护油流流速整定表。DL IT5177一20

44、03路器，并可切换至动作于信号。6.2.4当采用成套静态继电保护装置或微机保护装置时，对从气体继电器引入的触点信号应采取隔离措施，其引线应采用屏蔽电缆，以避免强大的干扰源直接引入静态保护装置和微机保护装置。625瓦斯保护的整定。1、轻瓦斯保护整定；变压器容量在5MvA及以上，气体容积一般整定为：动作流速。当实际的连接管内径与试验设备上装设的连管内径不一致时，可引入管径校正系数K，若用80mm管径在流速试3 重瓦斯动作流速的试验与换算。如果用瓦斯继电器实际安装的连接管在流速试验设备上试验时，应按照上述的整定值调整验设备51DL / T 5177一2003上试验，以1m/s流速为依据，则在引入管径校正系数K后，对于其他管径，气体继电器的试验流速为1K整定流速。对于F-22型浮筒式改制成45 x45m2左右有效面积的挡板式气体继电器，可使用表6.2.5一所列K值。6.3变压器引出线、套管及内部的短路故障主保护631 8MVA及以上变压器，低压侧有断路器时，应装设单独的快速动作保护；220MvA及以上变压器可装设双套快