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摘要：本文主要就是针对纵差保护装置在安装的时候TA极性接反、相别接错是
造成该保护装置误动作的主要原因，安装单位没有检查设备内部接线，从而在很
大程度上给调试工作带来了诸多不必要的麻烦。
关键词：安装调试；小水电站；问题
中图分类号：TV742文献标识码：A
引言
水电站安装工程是一项十分复杂的系统工程，往往参与人员多，工序复杂，
涉及立体交叉作业、高空操作等特种作业。水电站安装工程项目施工本身的特点
决定了安全管理的重要性，决定了水利水电施工企业必须把安全管理贯穿于企业
管理的全过程，并被列为各项专业管理的关键。
1、TA极性接反导致发电机纵差保护误动
1.1、现象
发电机带负荷到65%左右时，纵差保护动作停机。
1.2、分析
从纵差保护装置的动作原理（见图1）可知，正常情况下，由于发电机中性
点电流和定子绕组引出线电流大小几乎相等，流入差动继电器的电流是两者二次
电流之差，仅为不平衡电流，保护是不动作的。发电机纵差保护动作电流的整定
是按照差动回路断线情况下保护不误动的原则整定(一般为1.3IGN/nTA，IGN是发电
机额定电流，n是变比)，换句话说即使差动回路断线、发电机处于额定工况下
运行时，纵差保护也不会误动。当一侧TA的二次电流方向接反，流入差动继电
器的电流便是两者之和，发电机带负荷到65％左右时，流动人差动继电器内的
电流TA22n/3.1n/65.0n/65.0
GNTAGNTAGNIIIkIIIIII
=+=+=，纵差动保护装置动
作。
1.3、处理措施
只需将任意一侧三相TA的K1、K2端子接线互换即可解决。
2、TA相别接错导致发电机纵差保护装置误动
2.1、现象
发电机带负荷到75%时，纵差保护装置动作停机。
2.2、分析
纵差保护的工作原理是比较被保护对象两侧同一相电流在故障前后方向的
变化而动作。当TA的相位连接错误时，如一侧用的是A相电流，另一侧用的是
B相电流，尽管TA的极性连接正确，但流入差动继电器的电流IK=IA-IB=1.732IA，
当发电机带负荷到75%左右时，IA=0.75IGN，流入差动继电器的电流
IK=1.732IA=1.732×0.75IGN=1.3IGN，纵差保護装置动作。
2.3、处理措施
检查两侧三相TA的连接情况，核对是同一相的TA构成差动臂。
纵差保护是水电站内重要电气设备的主保护，非常灵敏可靠，要保证其正常
工作首要条件就是正确接线。个别安装单位工作疏忽，往往在这些细节上出错，
导致纵差保护误动，应引起重视。
3、断路器进出线的反接问题
3.1、现象
笼统地说断路器只能上进线不能下进线是片面的。对于具有双断点、双灭弧
室、过载长延时、短路瞬时动作脱扣器置于断路器触头系统上面的断路器，如我
厂T系列中的TL-100C、TL-255B限流式断路器，DZ5-20型断路器，已鉴定的
DZ35-25型电动机保护型断路器等，上进线、下进线的功能是一样的，完全可以
正接或反接。但是对于灭弧室只装在“ON”上端一侧的断路器，如，DZ10、DZ12、
DZ20、C45N、TO、TG等等的型号，只能是上进线法接线。
3.2、分析与处理措施
上进线接法，断路器短路分断后动触头上不带恢复电压，熄弧条件较好；如
果是下接线，则动触头后(通过公共转轴)的软联结、双金属元件(或发热电阻元
件)、电磁铁(或液压脱扣器)系统中的电阻、电感，将使动触头打开后其上仍带
恢复电压，熄弧条件恶化。如果仍是垂直安装，电弧往上喷的数量增多(横装也
有一部分电弧往原负载端喷)，就有电离气体或导电金属尘埃存在，再由于动触
头后连各部件均带恢复电压电位，可能形成相间短路，或使绝缘零部件的绝缘性
能下降，以致造成相间击穿而酿成大祸。笔者曾与日本专家论及此事，他们认为
这类断路器如果非下接线不可的话，只能降容使用，一般是降三分之一。
另外，下进线(接线)还必须作出标记。由于一般的维护电工习惯于上进线，
如果断路器因工作需要而断开，此时尽管断路器控制的电路无电流，但进线(电
源)端仍有电压。如无标记，电工可能误将手触及于实际带电压的原负载端，造
成不该发生的触电事故。
4、发电机出口装设断路器的问题
4.1、发电机出口断路器(CGB)的技术性能比较
发电机-变压器组合采用扩大单元接线，每台发电机出口必须加装断路器.
西霞院水电站35MW发电机出口回路持续工作电流为2358A，三相短路电流计算
结果为36.4kA。
根据35MW机组对装在发电机出口断路器的典型要求，现将GCB与普通配电
型断路器的有关技术性能列表如下：
4.2、GCB的性能优势
(1)GCB是发电机出口专用断路器，它是针对发电机出口回路的特殊技术要
求而设计的，与普通配电型断路器相比，具有极强的开断短路电流直流分量的能
力和失步开断的能力，很高的机械和电气操作寿命，其三相联动操作机构能提供
安全的同步操作。应用GCB还可以减小升压变压器的故障平均恢复时间和发电机
的故障平均恢复时间，使电厂的可用率增加，从而提高电厂的盈利。尤其是GCB
开断发电机出口延迟过零短路电流的能力，是普通配电型断路器所不具备的。
(2)本电站发电机电压设备均集中布置在主厂房下游侧狭长的副厂房内，场
地紧张，希望出口断路器体积小并能与其他发电机电压成套柜并排布置。目前，
国产10kV真空开关柜已具有开断短路电流交流分量有效值50kA的分断能力，但
这种普通配电断路器并非针对发电机回路的特点而设计，其对短路电流直流分量
的分断能力较低。
每一种交流断路器的开断都须要有一个电流过零点，电弧会在电流过零点自
动地分开。在某些条件下，来自发电机的短路电流可能具有100ms或更长的延时
电流零点。在发电机空载状态下，如果短路发生在电压最低状态，那么就会出现
具有直流分量的非对称短路电流，尤其是故障前，当发电机在欠励磁状态下且具
有超前功率因数时出现最高非对称值，在此条件下，短路电流的直流分量将高于
对称分量，并一直保持到延时电流零点。图2为发电机源馈电故障时短路电流的
波形图。
(3)GCB除了适用于开断不过零的电流外，还具有极高的绝缘水平，极强的
开断小电感和小电容电流的能力等，其保护发电机和主变压器的功效是普通配电
型断路器所不可取代的.近几年来已有一些小水电机组相继选用了成套的普通配
电型真空断路器柜替代，虽然这些用户装设了过电压保护装置(有些用户甚至仅
在真空断路器的两侧配置了氧化锌避雷器)，但从长期看却存在着隐患.一是新机
组刚投运时绝缘水平相对较高，绝缘尚能配合，而机组绝缘水平随着运行时间增
加在逐步下降，绝缘配合就成了问题;二是普通配电型断路器的性能毕竟与发电
机出口专用断路器的性能要求相差较大，难以胜任苛刻的使用条件，故存在着随
机性损坏机组的可能。
结束语
对于偏远地区的小型水电站由于资金上的约束，往往选择价格低廉的设备，
通常情况下这类厂家的设备或多或少存在这样那样的问题，安装调试单位应加强
对设备的现场检验；基层的安装调试单位应加强技术力量，特别是熟悉电气二次
知识的技术人员，以便解决在调试过程中可能出现的问题。
参考文献
[1]冯黎兵.小水电站安装调试中的问题及处理措施[J].农村电气
化,2010,01:45-46.
[2]郤婉洁,杨永福,潘蕊.中小水电站发电机断路器设计选型探讨[J].云南水力
发电,2010,04:77-78+126.
[3]刘晓兰,刘晓梅.发电机断路器在中型水电站中的应用[J].郑州工业大学学
报,2000,04:48-50.
造成该保护装置误动作的主要原因，安装单位没有检查设备内部接线，从而在很
大程度上给调试工作带来了诸多不必要的麻烦。
关键词：安装调试；小水电站；问题
中图分类号：TV742文献标识码：A
引言
水电站安装工程是一项十分复杂的系统工程，往往参与人员多，工序复杂，
涉及立体交叉作业、高空操作等特种作业。水电站安装工程项目施工本身的特点
决定了安全管理的重要性，决定了水利水电施工企业必须把安全管理贯穿于企业
管理的全过程，并被列为各项专业管理的关键。
1、TA极性接反导致发电机纵差保护误动
1.1、现象
发电机带负荷到65%左右时，纵差保护动作停机。
1.2、分析
从纵差保护装置的动作原理（见图1）可知，正常情况下，由于发电机中性
点电流和定子绕组引出线电流大小几乎相等，流入差动继电器的电流是两者二次
电流之差，仅为不平衡电流，保护是不动作的。发电机纵差保护动作电流的整定
是按照差动回路断线情况下保护不误动的原则整定(一般为1.3IGN/nTA，IGN是发电
机额定电流，n是变比)，换句话说即使差动回路断线、发电机处于额定工况下
运行时，纵差保护也不会误动。当一侧TA的二次电流方向接反，流入差动继电
器的电流便是两者之和，发电机带负荷到65％左右时，流动人差动继电器内的
电流TA22n/3.1n/65.0n/65.0
GNTAGNTAGNIIIkIIIIII
=+=+=，纵差动保护装置动
作。
1.3、处理措施
只需将任意一侧三相TA的K1、K2端子接线互换即可解决。
2、TA相别接错导致发电机纵差保护装置误动
2.1、现象
发电机带负荷到75%时，纵差保护装置动作停机。
2.2、分析
纵差保护的工作原理是比较被保护对象两侧同一相电流在故障前后方向的
变化而动作。当TA的相位连接错误时，如一侧用的是A相电流，另一侧用的是
B相电流，尽管TA的极性连接正确，但流入差动继电器的电流IK=IA-IB=1.732IA，
当发电机带负荷到75%左右时，IA=0.75IGN，流入差动继电器的电流
IK=1.732IA=1.732×0.75IGN=1.3IGN，纵差保護装置动作。
2.3、处理措施
检查两侧三相TA的连接情况，核对是同一相的TA构成差动臂。
纵差保护是水电站内重要电气设备的主保护，非常灵敏可靠，要保证其正常
工作首要条件就是正确接线。个别安装单位工作疏忽，往往在这些细节上出错，
导致纵差保护误动，应引起重视。
3、断路器进出线的反接问题
3.1、现象
笼统地说断路器只能上进线不能下进线是片面的。对于具有双断点、双灭弧
室、过载长延时、短路瞬时动作脱扣器置于断路器触头系统上面的断路器，如我
厂T系列中的TL-100C、TL-255B限流式断路器，DZ5-20型断路器，已鉴定的
DZ35-25型电动机保护型断路器等，上进线、下进线的功能是一样的，完全可以
正接或反接。但是对于灭弧室只装在“ON”上端一侧的断路器，如，DZ10、DZ12、
DZ20、C45N、TO、TG等等的型号，只能是上进线法接线。
3.2、分析与处理措施
上进线接法，断路器短路分断后动触头上不带恢复电压，熄弧条件较好；如
果是下接线，则动触头后(通过公共转轴)的软联结、双金属元件(或发热电阻元
件)、电磁铁(或液压脱扣器)系统中的电阻、电感，将使动触头打开后其上仍带
恢复电压，熄弧条件恶化。如果仍是垂直安装，电弧往上喷的数量增多(横装也
有一部分电弧往原负载端喷)，就有电离气体或导电金属尘埃存在，再由于动触
头后连各部件均带恢复电压电位，可能形成相间短路，或使绝缘零部件的绝缘性
能下降，以致造成相间击穿而酿成大祸。笔者曾与日本专家论及此事，他们认为
这类断路器如果非下接线不可的话，只能降容使用，一般是降三分之一。
另外，下进线(接线)还必须作出标记。由于一般的维护电工习惯于上进线，
如果断路器因工作需要而断开，此时尽管断路器控制的电路无电流，但进线(电
源)端仍有电压。如无标记，电工可能误将手触及于实际带电压的原负载端，造
成不该发生的触电事故。
4、发电机出口装设断路器的问题
4.1、发电机出口断路器(CGB)的技术性能比较
发电机-变压器组合采用扩大单元接线，每台发电机出口必须加装断路器.
西霞院水电站35MW发电机出口回路持续工作电流为2358A，三相短路电流计算
结果为36.4kA。
根据35MW机组对装在发电机出口断路器的典型要求，现将GCB与普通配电
型断路器的有关技术性能列表如下：
4.2、GCB的性能优势
(1)GCB是发电机出口专用断路器，它是针对发电机出口回路的特殊技术要
求而设计的，与普通配电型断路器相比，具有极强的开断短路电流直流分量的能
力和失步开断的能力，很高的机械和电气操作寿命，其三相联动操作机构能提供
安全的同步操作。应用GCB还可以减小升压变压器的故障平均恢复时间和发电机
的故障平均恢复时间，使电厂的可用率增加，从而提高电厂的盈利。尤其是GCB
开断发电机出口延迟过零短路电流的能力，是普通配电型断路器所不具备的。
(2)本电站发电机电压设备均集中布置在主厂房下游侧狭长的副厂房内，场
地紧张，希望出口断路器体积小并能与其他发电机电压成套柜并排布置。目前，
国产10kV真空开关柜已具有开断短路电流交流分量有效值50kA的分断能力，但
这种普通配电断路器并非针对发电机回路的特点而设计，其对短路电流直流分量
的分断能力较低。
每一种交流断路器的开断都须要有一个电流过零点，电弧会在电流过零点自
动地分开。在某些条件下，来自发电机的短路电流可能具有100ms或更长的延时
电流零点。在发电机空载状态下，如果短路发生在电压最低状态，那么就会出现
具有直流分量的非对称短路电流，尤其是故障前，当发电机在欠励磁状态下且具
有超前功率因数时出现最高非对称值，在此条件下，短路电流的直流分量将高于
对称分量，并一直保持到延时电流零点。图2为发电机源馈电故障时短路电流的
波形图。
(3)GCB除了适用于开断不过零的电流外，还具有极高的绝缘水平，极强的
开断小电感和小电容电流的能力等，其保护发电机和主变压器的功效是普通配电
型断路器所不可取代的.近几年来已有一些小水电机组相继选用了成套的普通配
电型真空断路器柜替代，虽然这些用户装设了过电压保护装置(有些用户甚至仅
在真空断路器的两侧配置了氧化锌避雷器)，但从长期看却存在着隐患.一是新机
组刚投运时绝缘水平相对较高，绝缘尚能配合，而机组绝缘水平随着运行时间增
加在逐步下降，绝缘配合就成了问题;二是普通配电型断路器的性能毕竟与发电
机出口专用断路器的性能要求相差较大，难以胜任苛刻的使用条件，故存在着随
机性损坏机组的可能。
结束语
对于偏远地区的小型水电站由于资金上的约束，往往选择价格低廉的设备，
通常情况下这类厂家的设备或多或少存在这样那样的问题，安装调试单位应加强
对设备的现场检验；基层的安装调试单位应加强技术力量，特别是熟悉电气二次
知识的技术人员，以便解决在调试过程中可能出现的问题。
参考文献
[1]冯黎兵.小水电站安装调试中的问题及处理措施[J].农村电气
化,2010,01:45-46.
[2]郤婉洁,杨永福,潘蕊.中小水电站发电机断路器设计选型探讨[J].云南水力
发电,2010,04:77-78+126.
[3]刘晓兰,刘晓梅.发电机断路器在中型水电站中的应用[J].郑州工业大学学
报,2000,04:48-50.