发电机差动保护完全详解

发电机纵联差动保护的作用原理与变压器纵联差动保护的作用原理相同，它是电机内部相间短路的主保护，既能快速而灵敏地切除内部所发生的故障，又能在正常运行及外部故障时保证动作的选择性。

发电机纵联差动保护的原理接线如图71所示，在中性点侧和机端引出线靠近断路器处分别装设一组电流互感器，因此它的保护范围就是定子绕组及其引出线，由于两侧可选同一电压等级、同型号、同变比及特性尽可能一致的电流互感器，因此其不平衡电流比变压器纵联差动保护小，只需考虑由于两侧电流互感器励磁特器不一致产生的不平衡电流，即

图71　具有电流互感器二次回路断线监视的发电机纵联差动保护原理

式中　Ktx——电流互感器同型系数，Ktx＝0.5；

　　　Kfzq——非周期分量系数，当采用具有速饱和铁芯的差动继电器时，非周期分量系数K fzq＝1；

　　　Id.max——外部短路最大短路电流周期分量；

　　　nl——电流互感器变比，为了防止电流互感器二次回路断线引起保护误动，在差动回路的中线上接有断线监视继电器4。

发电机纵联差动保护的起动电流应按下面原则整定计算。

（1）躲开正常运行时电流互感器二次回路继线。

为防止差动保护在此情况下误动作，应整定保护装置的起动电流大于发电机的额定电流，引入可靠系数K K（一般取KK＝1.3），则保护装置和继电器的起动电流分别为(www.xing528.com)

（2）躲开外部故障时的最大不平衡电流。

此时，继电器的起动电流应为

取上述两者中最大为保护的起动电流。

断线监视继电器的起动电流按躲开正常运行时的不平衡电流整定，原则上越灵敏越好。根据经验，其值通常选择为

其动作时限应大于发电机后备保护时限，以防止外部故障时由于不平衡电流的影响而误发信号，当正常运行时若断线监视继电器发出断线信号，则运行人员应将差动保护退出工作，以防止外部短路时保护误动作。

发电机纵联差动保护的灵敏性仍以灵敏系数衡量，即

式中：Id.min为发电机内部故障时流过保护装置的最小短路电流，计算时应考虑下面两种情况：

1）发电机与系统并列运行前，在其出线端发生两相短路，此时，差动回路中只有由发电机供给的短路电流。

2）发电机采用自同期并列时（此时发电机先不加励磁，因此，发电机的电势E≈0），在系统最小运行方式下发电机出线端发生两相短路，此时，差动回路中只有由系统供给的短路电流。对灵敏系数的要求一般不应低于2。对于100MW及以上大容量发电机，当灵敏系数不满足要求时，可以采用具有比率制动特性的差动继电器（参见变压器保护），使继电器的起动电流随着制动电流的大小而变化，这样既可保证外部故障时可靠躲开最大不平衡电流的影响，又能保证内部故障的灵敏性。