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(54)
式中：Ign——发电机额定电流，A；
Ksat——饱和系数，取0.8； ——发电机次暂态电抗(非饱和值)，标么值；
na——TA变比。
当短路电流小于上限电流时，保护按反时限动作特性动作。
反时限动作特性的下限电流Iop.min按与过负荷保护配合的条件整定，由4.5.1知
(55)
则
Iop.min＝Kc0Iop＝Kc0Krel (56)
式中：Kc0——配合系数，取1.05。
不考虑在灵敏度和动作时限方面与其他相间短路保护的配合。保护动作于解列或程序跳闸。
4.5.2 转子绕组过负荷保护
转子绕组的过负荷保护由定时限和反时限二部分组成。
a)定时限过负荷保护。动作电流按正常运行的额定励磁电流下能可靠返回的条件整定。当保护配置在交流侧时，其动作时限及动作电流的整定计算同4.5.1a)(额定励磁电流Ifd应变换至交流侧的有效值I～，对于采用桥式不可控整流装置的情况，I～＝0.816Ifd)。 保护带时限动作于信号，有条件的动作于降低励磁电流或切换励磁。
b)反时限过电流保护。反时限过电流倍数与相应允许持续时间的关系曲线，由制造厂家提供的转子绕组允许的过热条件决定。整定计算时，设反时限保护的动作特性与转子绕组允许的过热特性相同，见图16所示，其表达式为
式中：C——转子绕组过热常数；
Ifd*——强行励磁倍数。
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图16 转子绕组反时限过电流保护跳闸特性
最大动作时间对应的最小动作电流，按与定时限过负荷保护相同的条件整定。(即过负荷保护动作于信号的同时，启动反时限过电流保护)。
反时限动作特性的上限动作电流与强励顶值倍数匹配。如果强励倍数为2倍，则在2倍额定励磁电流下的持续时间达到允许的持续时间时，保护动作于跳闸。当小于强励顶值而大于过负荷允许的电流时，保护按反时限特性动作。
对于无刷励磁系统，在整定计算时，应根据发电机的励磁电压与励磁机励磁电流的关系曲线，将发电机的额定励磁电压及强励顶值电压分别折算到励磁机的励磁电流侧，再进行相应的计算。
保护动作于解列灭磁。 4.5.3 转子表层负序过负荷保护
针对发电机的不对称过负荷、非全相运行以及外部不对称故障引起的负序过电流，其保护通常由定时限过负荷和反时限过电流二部分组成。
a)负序定时限过负荷保护。保护的动作电流按发电机长期允许的负序电流I2∞下能可靠返回的条件整定
(57)
式中：Krel——可靠系数，取1.2；
Kr——返回系数，取0.85～0.95，条件允许应取较大值； I2∞——发电机长期允许负序电流的标么值。 保护延时动作于信号。
b)负序反时限过电流保护。负序反时限过电流保护的动作特性，由制造厂家提供的转子表层允许的负序过负荷能力确定。
GB7064—86《汽轮发电机通用技术条件》规定的不同容量机组的转子负序过热允许值见附录D。
发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系为
(58)
式中：I2*——发电机负序电流标么值；
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I2∞——发电机长期允许负序电流标么值； A——转子表层承受负序电流能力的常数( 发电机允许的负序电流特性曲线见图17。
，附录D表D-1)。
图 17 发电机允许的负序电流特性(即保护的动作特性)
整定计算时，设负序反时限过电流保护的动作特性与发电机允许的负序电流特性相同。
反时限保护动作特性的上限电流，按主变压器高压侧二相短路的条件计算
(59)
式中： ,X2——发电机的次暂态电抗(不饱和值)及负序电抗标么值; Ksat——饱和系数，取0.8；
Xt——主变压器电抗，取Xt≈Zt，标么值。
当负序电流小于上限电流时，按反时限特性动作。
反时限动作特性的下限电流，通常由保护所能提供的最大延时决定，一般最大延时为1000s，据此决定保护下限动作电流的起始值
(60)
如果保护上下限动作电流倍数不能满足要求，应根据实际情况予以协调，一般是在满足一定电流倍数的前提下，保留较小电流下的反时限特性。
在灵敏度和动作时限方面不必与相邻元件或线路的相间短路保护配合；保护动作于解列或程序跳闸。
4.6 发电机低励失磁保护
发电机低励失磁保护的动作主判据可分为：
a)系统侧主判据——高压母线三相同时低电压继电器。本判据主要用于防止由发电机低励失磁故障引发无功储备不足的系统电压崩溃，造成大面积停电，其动作判据为
Uop.3ph＝(0.85～0.90)Uh.min (61)
式中：Uop.3ph——三相同时低电压继电器动作电压(此值应经调度部门确定)； Uh.min——高压系统最低正常运行电压。
经辅助判据“与门”输出，短延时动作于发电机解列。
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b)发电机侧主判据： 1)异步边界阻抗继电器； 2)静稳极限阻抗继电器；
3)静稳极限励磁低电压继电器。 低励失磁保护的辅助判据有： 1)负序电压元件； 2)励磁低电压元件； 3)延时元件。
4.6.1 异步边界阻抗继电器
失磁发电机的机端阻抗最终轨迹一定进入图18的圆1中，圆1称为异步边界阻抗圆，
其整定为
(62)
(63)
式中： 、Xd——发电机暂态电抗和同步电抗标么值 (取不饱和值)；
Ugn、Sgn——发电机额定电压和额定视在功率； na、nv——电流互感器和电压互感器变比。
异步边界阻抗圆动作判据主要用于与系统联系紧密的发电机失磁故障检测，它能反应失磁发电机机端的最终阻抗，但动作可能较晚。 4.6.2 静稳极限阻抗继电器
a)汽轮发电机。如图18中的圆2，其整定值为
(64)
式中：Xcon——发电机与系统间的联系电抗(包括升压变压器阻抗)标么值(以发电机额定值为基值)，参见附录F。 其他符号同上。 Xb由式(63)决定。
鉴于阻抗圆2在第Ⅰ、Ⅱ象限的动作区易发生非失磁故障条件下的误动，为此在图18中，作OXb直线的中垂线，在中垂线上取对称于X轴的两点O1和O2，以O1和O2为圆心，作圆弧(虚线苹果圆3)使之与静稳极限阻抗圆2在第Ⅲ、Ⅳ象限尽量接近，苹果圆3就是准静稳极限阻抗圆，它是在整定静稳极限阻抗圆的基准上，方便地作出的准静稳极限阻抗特性。由于电抗Xc是随运行方式而变的，Xc的变化严重影响圆2和苹果圆3的大小。作为失磁保护整定计算，由系统调度部门给定Xcon值即可作出静稳极限圆和准静稳极限苹果圆。Xcon可取最经常运行方式下的数值。
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