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【摘 要】机电电气系统而言，大型发电机所占比较重大，特别是在容量比较下，若是单机容量在系统容量中的比重过大，大型发电机一旦发生移除，对整个电力系统所造的冲击相对较大。这样就要对保护配置的可靠性、灵敏性和高速率都有特殊的要求，同时还需要继电保护在整体的配置上要能够被安置合理，去繁从简。
【关键词】电气系统;发电机;变压器;继电保护
1.汽轮发电机继电保护原理
1.1发电机的故障及不正常运行状态
相对变压器而言，发电机更加复杂，变压器有原边绕组，副边绕组，通过铁芯，磁场来将原边和副边连接起来，进行磁耦合，来实现能量的传递。发电机，有转子绕组，定子绕组，转子铁芯，定子铁芯。在发电机中有静止的部分，也有旋转的部分，通过定子去切割气隙中的磁场，在定子上感应电势，产生电流。将转子上所接收到的机械能，带动转子转动，通过磁场将机械能转化为电能，通过定子绕组输送出去。发电机内部有时间变化量，定子上感应的电流，电压，呈正弦变化，还有空间变化。发电机的故障状态以及不正常状态相对于变压器来说，就复杂得多。发电机.相对非常贵重，使得它的重要程度升高。
1.2配置原则
为了满足电力系统稳定方面的要求，对于发电机变压器组故障要求快速切除。对于发电机双绕组变压器，通常有处理方式。根据继电保护技术规程，为正确反应发变组短路故障和确保快速切除故障，配置了发电机纵、横差动保护，变压器纵差保护和发电机-变压器组纵差保护，对发电机-变压器组构成了双重快速保护。因此，双重化加闭锁，提高了可靠性，有利于大机组的安全运行。
2.汽轮发电机短路电流计算
2.1发电机参数
2.2电流短路计算
（2）在d2点短路时，因为是发电机出口短路，系统运行方式对短路电流的影响不大，所以可以不考虑系统对他的影响。
3.汽轮发电机继电保护整定计算
3.1发电机的纵差保护
最小动作电流：由于保护装置采用比率制动特性，其保护动作电流不必按躲过外部故障时的不平衡电流，其整定值只需躲过最大负荷条件下的差动回路不平衡电流。继电器的最小动作电流为：
比率制动系数的选择：
以最大外部短路电流下流过继电器的动作电流Idz=Kk·Kzq·KtX·fi·IdmaX计算，此时，制动电流：Izd=IdmaX
3.2发电机的横差保护
继电器的动作电流：保护动作电流按躲过外部短路故障时最大不平衡电流及装置对高次谐波滤过比的大小整定。在本设计中根据经验公式整定计算。
Idzj=0.2Ief/nlnl一般取用于发电机横差保护的电流互感器的变比，取0.25Ief/5。则：Idzj=0.2×5/0.25=4
继电器的动作电流档有1A、2A、4A、8A取Idz=4A
灵敏系数校验：α=3I0·4Xf0=0.25×4×8.81%=8.81%
其中3I0=Idzj，取0.25。
另外，因为保护死区随着整定值的增大而增大，所以为了减小保护死区，应经过3次谐波滤过器，尽量减小3次谐波不平衡电流。
3.3发电机定子绕组过负荷保护
定时限部分对称过负荷保护的动作电流：
Idz=Kk·Ief/Kh=1.05×11.32/0.85=13.98KA
繼电器的动作电流：Idzj=Idz/nl=13980/（12000/5）=5.825A
t=3～15s动作于信号
反时限部分：反时限部分的动作时间由发电机的过负荷能力确定的其整定公式为：t=K/[It*2-（1+α）]
4.系统仿真模型系统的建立
4.1仿真模型的建立
以一个110kV系统为例进行模型搭建。模型的基本元件有：电源、断路器、三相负载、继电器、三相负载、继电器，以及用来仿真故障的三相故障模型，傅立叶元件、测量元件、示波器等。
4.2主要模块参数设置及功能
（1）三相电源模块 模拟三相电源。线电压设置为110kV;A相的相位角设置参数为0;频率设置参数为50Hz，内部连接方式设置为Yg，星形连接;电源的内部电阻设置参数为3Ω;电源内部电感设置参数为4H。
（2）断路器模块 断路器的起始状态设置为closed，闭合状态A、B、C开关不设置触发，即前面不打勾;开、断时间的外部控制需要用到，在前面打勾。
（3）三相故障模块。此模块是一个可以通过外部或内部信号来控制开和闭合时间的三相断路器，可以模拟相间和接地短路状态。通过对参数的设置，可以选择故障类型、控制信号、开关状态等。设置起始状态为闭合，故障时间为0.4～0.8S。
结论
本设计主要包括大型发电机保护、变压器保护、短路电流计算、整定计算。概括来说，首先根据设备的容量、型号等相关资料分析可能出现的故障问题;其次根据保护的配置原则，确定该设备所需要的保护;然后通过查询《电气工程设计手册》进行整定计算;最后根据计算结果选择最具可靠性。
参考文献：
[1]熊为群.继电保护装置及二次回路[J].中国电力出版社，2011：95-138.
[2]高有权.发电机变压器继电保护设计及整定计算[J].中国电力出版社，2011：24-118.
（作者单位：湖南省工业设备安装有限公司）
【关键词】电气系统;发电机;变压器;继电保护
1.汽轮发电机继电保护原理
1.1发电机的故障及不正常运行状态
相对变压器而言，发电机更加复杂，变压器有原边绕组，副边绕组，通过铁芯，磁场来将原边和副边连接起来，进行磁耦合，来实现能量的传递。发电机，有转子绕组，定子绕组，转子铁芯，定子铁芯。在发电机中有静止的部分，也有旋转的部分，通过定子去切割气隙中的磁场，在定子上感应电势，产生电流。将转子上所接收到的机械能，带动转子转动，通过磁场将机械能转化为电能，通过定子绕组输送出去。发电机内部有时间变化量，定子上感应的电流，电压，呈正弦变化，还有空间变化。发电机的故障状态以及不正常状态相对于变压器来说，就复杂得多。发电机.相对非常贵重，使得它的重要程度升高。
1.2配置原则
为了满足电力系统稳定方面的要求，对于发电机变压器组故障要求快速切除。对于发电机双绕组变压器，通常有处理方式。根据继电保护技术规程，为正确反应发变组短路故障和确保快速切除故障，配置了发电机纵、横差动保护，变压器纵差保护和发电机-变压器组纵差保护，对发电机-变压器组构成了双重快速保护。因此，双重化加闭锁，提高了可靠性，有利于大机组的安全运行。
2.汽轮发电机短路电流计算
2.1发电机参数
2.2电流短路计算
（2）在d2点短路时，因为是发电机出口短路，系统运行方式对短路电流的影响不大，所以可以不考虑系统对他的影响。
3.汽轮发电机继电保护整定计算
3.1发电机的纵差保护
最小动作电流：由于保护装置采用比率制动特性，其保护动作电流不必按躲过外部故障时的不平衡电流，其整定值只需躲过最大负荷条件下的差动回路不平衡电流。继电器的最小动作电流为：
比率制动系数的选择：
以最大外部短路电流下流过继电器的动作电流Idz=Kk·Kzq·KtX·fi·IdmaX计算，此时，制动电流：Izd=IdmaX
3.2发电机的横差保护
继电器的动作电流：保护动作电流按躲过外部短路故障时最大不平衡电流及装置对高次谐波滤过比的大小整定。在本设计中根据经验公式整定计算。
Idzj=0.2Ief/nlnl一般取用于发电机横差保护的电流互感器的变比，取0.25Ief/5。则：Idzj=0.2×5/0.25=4
继电器的动作电流档有1A、2A、4A、8A取Idz=4A
灵敏系数校验：α=3I0·4Xf0=0.25×4×8.81%=8.81%
其中3I0=Idzj，取0.25。
另外，因为保护死区随着整定值的增大而增大，所以为了减小保护死区，应经过3次谐波滤过器，尽量减小3次谐波不平衡电流。
3.3发电机定子绕组过负荷保护
定时限部分对称过负荷保护的动作电流：
Idz=Kk·Ief/Kh=1.05×11.32/0.85=13.98KA
繼电器的动作电流：Idzj=Idz/nl=13980/（12000/5）=5.825A
t=3～15s动作于信号
反时限部分：反时限部分的动作时间由发电机的过负荷能力确定的其整定公式为：t=K/[It*2-（1+α）]
4.系统仿真模型系统的建立
4.1仿真模型的建立
以一个110kV系统为例进行模型搭建。模型的基本元件有：电源、断路器、三相负载、继电器、三相负载、继电器，以及用来仿真故障的三相故障模型，傅立叶元件、测量元件、示波器等。
4.2主要模块参数设置及功能
（1）三相电源模块 模拟三相电源。线电压设置为110kV;A相的相位角设置参数为0;频率设置参数为50Hz，内部连接方式设置为Yg，星形连接;电源的内部电阻设置参数为3Ω;电源内部电感设置参数为4H。
（2）断路器模块 断路器的起始状态设置为closed，闭合状态A、B、C开关不设置触发，即前面不打勾;开、断时间的外部控制需要用到，在前面打勾。
（3）三相故障模块。此模块是一个可以通过外部或内部信号来控制开和闭合时间的三相断路器，可以模拟相间和接地短路状态。通过对参数的设置，可以选择故障类型、控制信号、开关状态等。设置起始状态为闭合，故障时间为0.4～0.8S。
结论
本设计主要包括大型发电机保护、变压器保护、短路电流计算、整定计算。概括来说，首先根据设备的容量、型号等相关资料分析可能出现的故障问题;其次根据保护的配置原则，确定该设备所需要的保护;然后通过查询《电气工程设计手册》进行整定计算;最后根据计算结果选择最具可靠性。
参考文献：
[1]熊为群.继电保护装置及二次回路[J].中国电力出版社，2011：95-138.
[2]高有权.发电机变压器继电保护设计及整定计算[J].中国电力出版社，2011：24-118.
（作者单位：湖南省工业设备安装有限公司）