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第一节 概述1

第二节 比率制动式纵差保护1

第一章 发电机内部短路主保护　1

一、比率制动式纵差保护的基本原理3

二、发电机比率制动式纵差保护的整定计算4

三、比率制动式发电机纵差保护的安装调试注意问题6

第三节 不完全纵差保护9

一、传统（完全）纵差保护不反应匝间短路和开焊故障的原因9

二、汽轮发电机不完全纵差保护9

三、水轮发电机不完全纵差保护10

第四节 标积制动式纵差保护11

一、裂相横差保护12

第五节 横（联）差（动）保护12

二、零序电流型横差保护14

第六节 故障分量纵差保护17

一、重叠原理的应用和平衡相似网络的建立17

二、平衡相似网络的应用和故障分量纵差保护原理的确立18

三、故障分量纵差保护的运行分析19

四、故障分量比率制动式纵差保护的整定计算23

第七节 综合差动保护24

第八节 故障分量负序方向保护25

一、基本原理25

二、故障分量负序方向保护（简称△P2保护）的运行分析26

三、故障分量负序方向保护的整定计算29

第九节 纵向基波零序过电压保护31

第十节 发电机内部短路主保护灵敏度分析33

一、发电机额定参数和计算必要资料34

二、发电机内部故障的几种计算类型34

三、内部故障计算的电流、电压参数35

四、发电机内部故障主保护的整定值设定35

五、内部故障主保护灵敏度Ksen计算结果37

六、对二滩电站发电机内部故障主保护方案的评价37

第十一节 大型发电机主保护配置方案的定量化设计方法40

一、发电机主保护设计实例故障统计分析40

二、定子绕组短路计算和主保护灵敏度分析41

三、零序横差保护的选型、发电机中性点侧引出方式的确定和电流互感器的配置44

四、实现主保护的双重化45

六、不同发电机组应有不同的主保护配置方案46

五、发电机主保护和电流互感器配置方案的对比和抉择46

七、结论47

第二章 变压器内部故障主保护48

第一节 概述48

一、变压器纵差保护与发电机纵差保护的不同48

二、单相变压器励磁涌流的产生机理51

三、三相变压器的励磁涌流52

四、励磁涌流最大值（峰值）的近似计算55

五、变压器两侧短路电流的分析计算57

六、自耦变压器的短路和过负荷分析计算60

七、自耦变压器中性点直接接地65

八、自耦变压器中性点经小电抗接地68

一、各侧电流互感器和中间电流互感器变比的选择69

第二节 变压器纵差保护的整定计算69

二、比率制动特性的整定70

三、差动速断保护的定值整定71

四、变压器差动保护防止励磁涌流引起误动的措施73

第三节 变压器纵差保护在设计运行中应注意的问题74

一、电流互感器二次端子极性接反或二次回路接线错误74

二、空载合闸试验74

三、纵差保护电流互感器二次回路断线74

四、纵差保护二次电流回路的接地75

五、运行中操作不当75

六、变压器纵差保护的整定计算工作75

七、由一次系统参数引起的纵差保护区内短路高次谐波问题75

九、变压器纵差保护用电流互感器的选型76

八、空载合闸与变压器匝间短路同时出现76

十、并联变压器的和应涌流78

十一、2次谐波制动比的测试问题79

十二、变压器微机型纵差保护的几个实用问题80

第四节 与励磁涌流无关的变压器主保护82

一、分侧纵差保护82

二、零序差动保护83

三、与励磁涌流无关的变压器内部短路微机保护88

第三章 发电机、变压器后备保护91

第一节 概述91

第二节 相间短路后备保护92

一、过电流保护92

二、低压起动的过电流保护93

三、复合电压起动的过电流保护94

四、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护95

五、低阻抗保护96

六、相间短路后备保护方向元件的设置98

七、相间短路后备保护动作时间的整定98

八、相间短路后备保护的其他问题100

第三节 接地短路后备保护103

一、中性点直接接地的普通变压器接地后备保护103

二、中性点可能接地或不接地运行的变压器接地后备保护104

三、自耦变压器的接地后备保护106

第四章 定子绕组单相接地保护108

第一节 定子绕组单相接地故障与发电机中性点接地方式108

一、单相接地故障电流的允许值108

二、单相接地故障的过电压109

三、大型发电机中性点接地方式的综合评估110

第二节 单相接地时的基波零序电压及其接地保护111

一、机端A相经过渡电阻Rf发生接地故障（发电机中性点不接地）111

二、A相定子绕组任一点发生金属性接地故障112

三、基波零序电压型定子绕组单相接地保护113

四、300MW汽轮发电机中性点接地方式的技术改造115

五、发电机定子单相接地基波零序电压保护误动作实例116

六、发电机中性点接地方式和基波零序电压接地保护算例119

第三节 发电机单相接地故障时3次谐波电压及其定子绕组接地保护122

一、发电机正常运行时的3次谐波电压？so（机端）和？NO（中性点）122

二、发电机单相接地故障时的？s和？N126

三、3次谐波电压型定子绕组单相接地保护方案128

四、3次谐波电压型单相接地保护整定计算实例133

五、3次谐波电压型发电机单相接地保护在使用中应注意的问题139

一、与定子接地保护有关的一次系统（图4-21）141

二、БРЭ1301.01定子接地主保护141

第四节 双频式定子接地保护的新应用141

三、БРЭ1301.02型定子接地后备保护146

第五节 外加电源方式的定子绕组单相接地保护147

第六节 选择性发电机单相接地行波保护149

第七节 大型发电机中性点接地方式和单相接地保护的最新研究151

第五章 发电机励磁回路接地保护158

第一节 概述158

一、发电机励磁回路故障的成因和形式158

二、励磁回路两点接地时轴系和汽轮机的磁化159

三、发电机励磁回路接地保护的现状159

一、电桥式一点接地保护160

第二节 励磁回路一点接地保护160

二、叠加直流电压式一点接地保护162

三、叠加交流电压式一点接地保护164

四、切换采样式一点接地保护169

第六章 低励失磁保护174

第一节 概述174

第二节 失磁过程中的机端阻抗特性177

一、低励失磁过程中机端阻抗轨迹177

二、失磁初始阶段（静稳破坏前）机端阻抗轨迹——等有功阻抗圆177

三、静稳极限机端阻抗轨迹——静稳极限阻抗圆和滴状阻抗曲线178

四、发电机失磁后最终转入异步运行时的异步边界阻抗圆181

第三节 失磁过程中的励磁电压ue变化特性181

三、对常数电阻放电的灭磁开关跳闸的失磁故障182

一、励磁绕组（LE）短路造成失磁故障182

二、消弧栅式灭磁开关（SD）跳闸的失磁故障182

四、励磁绕组LE经整流桥闭路的失磁故障183

五、直流励磁机的交流电源消失引发失磁故障183

第四节 低励失磁保护的常用动作主判据184

一、失磁保护系统侧主判据——三相同时低电压判据184

二、异步边界阻抗动作判据185

三、静稳极限阻抗动作判据186

四、静稳极限励磁电压动作判据（ue—P动作判据）187

第五节 低励失磁保护主判据的误动问题188

一、外部经过渡电阻发生不对称短路189

二、系统振荡190

三、长线充电193

四、发电机自同步过程194

五、TV电压回路断线194

第六节 低励失磁保护装置的构成示例195

一、水轮发电机195

二、汽轮发电机196

三、调相机198

第七章 失步保护200

第一节 概述200

一、装设失步保护的必要性200

二、对失步保护的基本技术要求201

第二节 双阻抗元件型失步保护201

一、基本原理201

二、整定计算204

第三节 三阻抗元件型失步保护205

一、基本原理205

二、整定计算207

第八章 转子表层负序过负荷保护（反时限负序电流保护）210

第一节 发电机长期承受负序电流的能力210

第二节 发电机短时承受负序电流的能力211

一、发电机短时负序转子发热常数A211

二、电力系统运行对A值的要求212

三、判据？＞A的运行实践和修正213

第三节 转子表层负序过负荷保护的构成214

二、小密封中间继电器质量问题217

一、并接于电流互感器二次端口的非线性电阻质量问题217

第四节 反时限负序电流保护运行中的问题217

三、互感器二次断线引起误动218

四、负序反时限特性的最短延时219

第九章 发电机变压器过励磁保护220

第一节 过励磁故障的起因和后果220

第二节 发电机、变压器的过励磁能力222

第三节 过励磁保护的动作判据和动作特性223

一、两段式定时限过励磁保护223

二、过励磁反时限保护之一223

三、过励磁反时限保护之二225

第四节 过励磁保护装置原理226

一、U/f的测量电路226

第五节 反时限过励磁保护的整定计算227

二、反时限电路227

第十章 发电机、变压器异常工况的其他保护　229

第一节 对称过负荷保护229

一、定子绕组过负荷保护229

二、转子绕组过负荷保护230

三、普通变压器过负荷保护230

四、自耦变压器过负荷保护230

第二节 过电压保护234

第三节 在盘车状态下的误合闸保护（误上电保护）234

第四节 非全相运行保护（三相不一致跳闸回路）235

第五节 断路器断口闪络保护237

第六节 启动和停机保护238

第七节 逆功率保护239

第八节 频率异常保护240

第九节 轴电流保护242

一、轴电流的产生及其对发电机组的影响242

二、轴电流保护装置243

第十一章 大型发电机—变压器组继电保护的总体配置244

第一节 概述244

第二节 大型发电机—变压器组继电保护配置的原则245

第三节 大型汽轮发电机—变压器组继电保护的配置示例245

第四节 大型水轮发电机—变压器组继电保护配置方案的特点247

附录A 汽轮发电机定子绕组在定子槽中的分布248

附录B 发电机定子绕组和变压器绕组内部故障分析计算用原始资料253

附录C 保护用电流互感器的选择257

附录D 变压器、互感器极性标注和相量分析262

主要参考文献264