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摘要：纵差保护作为发电机的主保护，能否正确动作直接影响到主设备的安全和系统的稳定运行。本篇主要介绍发电机纵差保护的分类及结合拉西瓦水电站发电机组纵差保护进行实际分析，并简述在安装及调试过程中所必须注意的事项以及防止保护误动的措施。
关键词：纵动保护；注意事项；防止误动的措施
中图分类号： TB857文献标识码： A
一、概述
纵差保护是发电机内部相间短路的主保护。因此，它不仅能快速而灵敏的切除内部所发生的故障。同时，在正常运行及外部故障时，又能保证动作的选择性和工作的可靠性。
二、拉西瓦水电站纵差保护分析
1、拉西瓦水电站发电机保护的类型及出口方式
拉西瓦水电站发电机保护采用的是不完全纵差保护，它不仅能反映相间短路和匝间短路，又兼顾分支开焊故障，其基本原理是利用定子各分支绕组间的互感，使未装设互感器的分支发生短路时，不完全纵差仍可能动作。出口方式采用单相差动出口方式，出口逻辑图如下：
图2单相出口方式的发电机纵差保护逻辑框图
2、拉西瓦水电站发电机保护的CT配置
拉西瓦水电站发电机不完全纵联差动保护的互感器配置如图3 所示，发电机每相并联分支数为7，对于图示接入不完全纵差保护的方法以及配置电流互感器的变比情况，需要软件对两侧电流调平衡。其中发电机中性点侧电流互感器及机端电流互感器的型号和规格如下表：
3、动作特性
拉西瓦水电站的不完全纵差保护采用比率制动式原理,其动作特性均二部分组成：即无制动部分和比率制动部分。这种动作特性的优点是：在区内故障电流小时，它具有较高的动作灵敏度；而在区外故障时，它具有较强的躲过暂态不平衡差流的能力。
（a）、动作方程
；
；
：
式中：----差动电流，完全纵差：，不完全纵差：；
----制动电流，完全纵差：，不完全纵差：，
----比率制动系数
----拐点电流，开始起制动作时的最小制动电流；
----初始动作电流；
、----分别为中性点及机端差动TA的二次电流；
----由中性点流入差动TA的电流与中性点全电流的比值；
三、安装调试过程中应注意的问题 及防止保护误动的措施
4、1、 对使用的电流互感器要严格把关。发电机差动保护所用的尾端和出口断路器处的两组电流互感器要选用一个厂家的，且型号、性能要完全相同，三相变比必须相同，当外部短路故障的最大短路电流通过时，电流互感器应能满足10%误差曲线的要求，从而避免因电流互感器本身参数性能的差异产生的不平衡电流所引起的误动作。
4、2、保护接线必须正确。任意一相极性接反，都会产生不平衡电流而使保护误动作。因差动保护是反映发电机定子绕组相间短路故障的主保护，在电流互感器二次侧应按循环电流法接线，两端电流互感器的同极性端子应朝向同一方向。
4、3、保护装置需具有抗CT饱和能力。电力系统严重故障时，包括区内区外故障，故障电流非常大，CT将严重饱和。有时短路电流中含有非周期衰减分量，CT饱和也会产生。上述情况下，CT传变特性变差。或其他原因导致CT回路饱和程度不一致，区外故障时差动保护的差电流加大，按正常比率制动特性将可能制动不住，产生误动。而区内故障时由于CT传变不精确，饱和产生波形畸变，差动保护也有可能被误闭锁。所以对继电保护装置采取措施，避开暂态饱和的影响。
4、4、校核保护定值时，要依据发电机差动保护不同类别来确定。采用常规的电磁型、半导体式保护，主要有比率制动式和有直流助磁特性的差动保护。比率制动式差动保护定值计算时，根据比率制动式差动保护动作的特性，要计算两个定值即最小动作电流和制动系数，最小动作电流不能小于继电器的固有动作电流，规程要求具有比率制动的发电机差动保护制动电流Idz=（0.1~0.3）IN，一般取0.2IN，制动系数建议取0.3~0.4。对有直流助磁特性的差动保护定值计算时，其动作电流要按躲过外部故障时的最大不平衡电流和电流互感器二次回路断线来整定，同时要整定电流回路断线信号。
4、5、CT二次绕组只允许一点接地。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（试行）继电保护专业重点施实要求6.3.2规定：公用电流互感器二次绕组二次回路只允许、且必须在相关保柜屏内一点接地。独立的、与其他电压互感器和电流互感器的二次回路没有电气联系的二次回路应在开关场一点接地。这样作主要是为了避免TA的一、二次绝缘损坏，故障电流经二次电缆流经主控制室接地网,在此建议除差动电流回路外的电流二次回路接地点宜在开关站端子箱内接地，而且尽可能粗，建议用6MM的多股软线。
4、6、采用微机式保护，主要有采样瞬时值和基波相量纵差动保护。采用微机式的发电机纵差动保护要防止干扰的影响，保护装置要有稳定、可靠的接地，主要是装置机壳应接地，若制造厂家无特殊要求，其接地电阻不宜大于1 Ω。其次是装置内部的数字、模拟、功率、屏蔽等单元，为防止电场和磁场的干扰，必须使用带屏蔽型的二次控制电缆，装置机壳使用铁质材料。为防止外部浪涌影响微机工作，必须保证端子排任一点同微機部分无电的联系。电源使用要慎重，一般应采用通过逆变后的开关电源。
4、7、保护装置的投切、更换必须做预防性试验，还要对发电机组的二次回路进行检查。试验时要测试差动保护二次回路的直流电阻，检查其接线是否牢固，回路接线是否正确。安装和检修以后在投入运行前，要对电流互感器的极性进行校核，即一次侧电流从端子L1流入，而二次侧电流则从其同极性端子K1流出，采用直流法、交流法、仪表直接测量法对电流互感器的极性进行校核。
4、8、发生发电机组差动保护动作跳闸后，不得轻易进行试送电，要认真检查保护范围内的所有设备。先从外部检查，查看一次设备外部有无明显的短路现象，查看二次回路接线、极性有无明显的接线错误，再用检测设备进行预防性试验，检查发电机内部是否有匝间短路现象，发电机引出部分有无短路现象存在。
参考文献：
1、DL/T 866—2004《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》；
2、《发电机差动保护误动原因分析》作者：刘爱玉；
3、《电力系统继电保护原理》作者：贺家李 宋从矩中国电力出版社；
4、《黄河拉西瓦水电站---发电机及变压器保护整定计算书》作者：何璐西北电力；
关键词：纵动保护；注意事项；防止误动的措施
中图分类号： TB857文献标识码： A
一、概述
纵差保护是发电机内部相间短路的主保护。因此，它不仅能快速而灵敏的切除内部所发生的故障。同时，在正常运行及外部故障时，又能保证动作的选择性和工作的可靠性。
二、拉西瓦水电站纵差保护分析
1、拉西瓦水电站发电机保护的类型及出口方式
拉西瓦水电站发电机保护采用的是不完全纵差保护，它不仅能反映相间短路和匝间短路，又兼顾分支开焊故障，其基本原理是利用定子各分支绕组间的互感，使未装设互感器的分支发生短路时，不完全纵差仍可能动作。出口方式采用单相差动出口方式，出口逻辑图如下：
图2单相出口方式的发电机纵差保护逻辑框图
2、拉西瓦水电站发电机保护的CT配置
拉西瓦水电站发电机不完全纵联差动保护的互感器配置如图3 所示，发电机每相并联分支数为7，对于图示接入不完全纵差保护的方法以及配置电流互感器的变比情况，需要软件对两侧电流调平衡。其中发电机中性点侧电流互感器及机端电流互感器的型号和规格如下表：
3、动作特性
拉西瓦水电站的不完全纵差保护采用比率制动式原理,其动作特性均二部分组成：即无制动部分和比率制动部分。这种动作特性的优点是：在区内故障电流小时，它具有较高的动作灵敏度；而在区外故障时，它具有较强的躲过暂态不平衡差流的能力。
（a）、动作方程
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式中：----差动电流，完全纵差：，不完全纵差：；
----制动电流，完全纵差：，不完全纵差：，
----比率制动系数
----拐点电流，开始起制动作时的最小制动电流；
----初始动作电流；
、----分别为中性点及机端差动TA的二次电流；
----由中性点流入差动TA的电流与中性点全电流的比值；
三、安装调试过程中应注意的问题 及防止保护误动的措施
4、1、 对使用的电流互感器要严格把关。发电机差动保护所用的尾端和出口断路器处的两组电流互感器要选用一个厂家的，且型号、性能要完全相同，三相变比必须相同，当外部短路故障的最大短路电流通过时，电流互感器应能满足10%误差曲线的要求，从而避免因电流互感器本身参数性能的差异产生的不平衡电流所引起的误动作。
4、2、保护接线必须正确。任意一相极性接反，都会产生不平衡电流而使保护误动作。因差动保护是反映发电机定子绕组相间短路故障的主保护，在电流互感器二次侧应按循环电流法接线，两端电流互感器的同极性端子应朝向同一方向。
4、3、保护装置需具有抗CT饱和能力。电力系统严重故障时，包括区内区外故障，故障电流非常大，CT将严重饱和。有时短路电流中含有非周期衰减分量，CT饱和也会产生。上述情况下，CT传变特性变差。或其他原因导致CT回路饱和程度不一致，区外故障时差动保护的差电流加大，按正常比率制动特性将可能制动不住，产生误动。而区内故障时由于CT传变不精确，饱和产生波形畸变，差动保护也有可能被误闭锁。所以对继电保护装置采取措施，避开暂态饱和的影响。
4、4、校核保护定值时，要依据发电机差动保护不同类别来确定。采用常规的电磁型、半导体式保护，主要有比率制动式和有直流助磁特性的差动保护。比率制动式差动保护定值计算时，根据比率制动式差动保护动作的特性，要计算两个定值即最小动作电流和制动系数，最小动作电流不能小于继电器的固有动作电流，规程要求具有比率制动的发电机差动保护制动电流Idz=（0.1~0.3）IN，一般取0.2IN，制动系数建议取0.3~0.4。对有直流助磁特性的差动保护定值计算时，其动作电流要按躲过外部故障时的最大不平衡电流和电流互感器二次回路断线来整定，同时要整定电流回路断线信号。
4、5、CT二次绕组只允许一点接地。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（试行）继电保护专业重点施实要求6.3.2规定：公用电流互感器二次绕组二次回路只允许、且必须在相关保柜屏内一点接地。独立的、与其他电压互感器和电流互感器的二次回路没有电气联系的二次回路应在开关场一点接地。这样作主要是为了避免TA的一、二次绝缘损坏，故障电流经二次电缆流经主控制室接地网,在此建议除差动电流回路外的电流二次回路接地点宜在开关站端子箱内接地，而且尽可能粗，建议用6MM的多股软线。
4、6、采用微机式保护，主要有采样瞬时值和基波相量纵差动保护。采用微机式的发电机纵差动保护要防止干扰的影响，保护装置要有稳定、可靠的接地，主要是装置机壳应接地，若制造厂家无特殊要求，其接地电阻不宜大于1 Ω。其次是装置内部的数字、模拟、功率、屏蔽等单元，为防止电场和磁场的干扰，必须使用带屏蔽型的二次控制电缆，装置机壳使用铁质材料。为防止外部浪涌影响微机工作，必须保证端子排任一点同微機部分无电的联系。电源使用要慎重，一般应采用通过逆变后的开关电源。
4、7、保护装置的投切、更换必须做预防性试验，还要对发电机组的二次回路进行检查。试验时要测试差动保护二次回路的直流电阻，检查其接线是否牢固，回路接线是否正确。安装和检修以后在投入运行前，要对电流互感器的极性进行校核，即一次侧电流从端子L1流入，而二次侧电流则从其同极性端子K1流出，采用直流法、交流法、仪表直接测量法对电流互感器的极性进行校核。
4、8、发生发电机组差动保护动作跳闸后，不得轻易进行试送电，要认真检查保护范围内的所有设备。先从外部检查，查看一次设备外部有无明显的短路现象，查看二次回路接线、极性有无明显的接线错误，再用检测设备进行预防性试验，检查发电机内部是否有匝间短路现象，发电机引出部分有无短路现象存在。
参考文献：
1、DL/T 866—2004《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》；
2、《发电机差动保护误动原因分析》作者：刘爱玉；
3、《电力系统继电保护原理》作者：贺家李 宋从矩中国电力出版社；
4、《黄河拉西瓦水电站---发电机及变压器保护整定计算书》作者：何璐西北电力；