发电机差动保护的特点和功能

[导读] 　　随着电力工业的不断发展，发电机组的容量越来越大，对发电机保护的性能提出了更高的要求。继电保护的理论基础是建立在对故障规律的清楚认识上的，进一步提高大型发电机主保护的性能就需要深入、广泛地了解

　　随着电力工业的不断发展，发电机组的容量越来越大，对发电机保护的性能提出了更高的要求。继电保护的理论基础是建立在对故障规律的清楚认识上的，进一步提高大型发电机主保护的性能就需要深入、广泛地了解发电机内部故障的规律。在深刻认识发电机内部故障的条件下，才能根据故障特征提出、改进发电机主保护方案，丰富和完善发电机主保护理论。

发电机的差动保护

　　发电机差动保护的一个重要特性是：对保护区域外的故障或其它异常征兆必须保持绝对稳定可靠，不应误动作。DG2型发电机差动保护继电器完全满足上述要求，深受用户欢迎。

　　基本型 DG2型继电器还可以增设附加的印刷电路板以进一步扩大功能。通过采用一种运算电流型信号的新技术，继电器可以判断是由于保护区域内部或外部故障引起电流互感器磁路饱和，从而确定是使发电机跳闸或维持稳定运行。这种扩大功能的继电器（DG2一Sat）特别适用于重要发电机或位于电力系统中故障率较高的发电机的保护。

　　于发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵联差动保护。

　　根据接线方式和位置的不同，又可分为完全纵联差动和不完全纵联差动。比率制动式完全差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。作为相间短路主保护的纵差保护应用历史最为悠久，出现数字技术后人们首先进行的也是数字式纵差保护研究。继一种基于瞬时采样值的差动保护方案被提出后，用相关函数法计算发电机机端和中性点侧电流相量来实现差动保护的方案被提出，并且采用比例差动或以差流平方作动作量的标积制动判据，对具有单侧供电电源的元件取得了较好的选择性和灵敏度。为了排除负荷分量的影响，进一步提高灵敏度，故障分量原理广泛用于改进传统的纵差保护方案。

　　由于传统的纵差保护只对发电机及其引线的相间短路有效，功能较窄，近年来国外又提出不完全纵差保护方案，并在大型水轮机中得到初步应用，该保护综合传统横差和纵差保护的原理，将传统纵差保护的中性点侧按相安装的互感器改接在每相的部分并联分支电路中，从而将保护功能扩大为对相间、匝间短路及分支开焊均起作用的一种新保护。当然这种功能扩展是以原单项性能折中为代价的，即对于某些部位的相间或匝间短路，不完全差动保护方案的灵敏度将低于纵差或横差保护。另外，不完全差动中性点电流的获取也比较困难，它同样也存在TA安装的问题。

　　提高差动保护灵敏系数的措施主要包括两个方面内容：

　　（1）尽量减少不平衡电流，这包括选用特性尽可能一致的TA，如选用同型号的差动保护专用TA，并尽量减少二次回路负担等。

　　（2）改善纵差保护的动作特性。目前在大机组纵差保护中广泛采用了具有折线比率制动特性的纵差保护，使灵敏系数和制动特性同时得到有效的改善。

　　保护发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障，均具有以下主要功能：

　　（1）具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性，防止发电机过励磁时误动。

　　（2）当电流互感器发生断线时，可发出报警信号。

　　（3）在同一相上出现两点接地故障（一点区内、一点区外）时，可动作出口。

　　（4）动作电流的整定范围为0.1～1.0倍额定电流。

　　（5）动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms。

　　（6）差动保护动作后采用发电机保护停机1动作出口继电器。

　　定子差动保护的出口逻辑图，如图7-6所示。

　　998发电机差动保护装置主要采用32位进口DSP芯片和“主后一体化”的设计原则，所设计出来的一款专门用于各种容量等级、各种类型的发电机的主保护的测控装置。