發(fā)電機保護基本原理第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機可能發(fā)生的故障定子繞組相間短路定子繞組匝間短路定子繞組一相絕緣破壞引起的單相接地勵磁回路（轉(zhuǎn)子繞組）接地勵磁回路低勵（勵磁電流低于靜穩(wěn)極限對應的勵磁電流）、失磁第2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機主要的不正常工作狀態(tài)過負荷定子繞組過電流定子繞組過電壓三相電流不對稱過勵磁逆功率失步、非全相、斷路器出口閃絡、誤上電等第3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

縱差保護作用：發(fā)電機及其引出線的相間短路保護規(guī)程：1MW以上發(fā)電機，應裝設縱差保護。對于發(fā)電機變壓器組：當發(fā)電機與變壓器間有斷路器時，發(fā)電機裝設單獨的縱差保護；當發(fā)電機與變壓器間沒有斷路器時，100MW及以下發(fā)電機可只裝設發(fā)電機變壓器組公用縱差保護；100MW及以上發(fā)電機，除發(fā)電機變壓器組公用縱差保護還應裝設獨立縱差保護，對于200MW及以上發(fā)電機變壓器組亦可裝設獨立變壓器縱差保護。與發(fā)變組差動區(qū)別：發(fā)變組差動需要考慮廠用分支，要考慮涌流制動、各側(cè)平衡調(diào)節(jié)。第4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

橫差保護作用：發(fā)電機定于繞組一相匝間短路。要求：定子繞組為星形接線，每相有并聯(lián)分支且中心點有分支引出端子的發(fā)電機。第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

縱向零序電壓作用：發(fā)電機匝間短路（也能反映相間短路）。規(guī)程：50MW以上發(fā)電機，當定子繞組為星形接線，中性點只有三個引出端子時，根據(jù)用戶和制造廠的要求，也可裝設專用的匝間短路保護。

第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

定子接地作用：定子繞組單相接地是發(fā)電機最常見的故障，由于發(fā)電機中心點不接地或經(jīng)高阻接地，定子繞組單相接地并不產(chǎn)生大的故障電流。常用保護方式：基波零序電壓（90％）、零序電流、三次諧波零序電壓（100％）第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

定子接地規(guī)程：與母線直接連接的發(fā)電機：當單相接地故障電流(不考慮消弧線圈的補償作用)大于允許值時，應裝設有選擇性的接地保護裝置。保護裝置由裝于機端的零序電流互感器和電流繼電器構成，其動作電流躲過不平衡電流和外部單相接地時發(fā)電機穩(wěn)態(tài)電容電流整定，接地保護帶時限動作于信號，但當消弧線圈退出運行或由于其它原因，使殘余電流大于接地電流允許值時應切換為動作于停機。發(fā)電機變壓器組：對100MW以下發(fā)電機應裝設保護區(qū)不小于90%的定子接地保護，對100MW及以上的發(fā)電機應裝設保護區(qū)為100%的定子接地保護。保護裝置帶時限動作于信號必要時也可動作于停機。第8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

勵磁回路接地保護作用：勵磁回路一點接地故障對發(fā)電機并未造成危害。但若繼而發(fā)生兩點接地將嚴重危害發(fā)電機安全。實現(xiàn)方法：采用乒乓式原理。規(guī)程：1MW及以下水輪發(fā)電機，對一點接地故障宜裝設定期檢測裝置，1MW以上水輪發(fā)電機應裝設一點接地保護裝置。

100MW以及汽輪發(fā)電機，對一點接地故障可采用定期檢測，裝置對兩點接地故障應裝設兩點接地保護裝置。轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機和100MW及以上的汽輪發(fā)電機，應裝設勵磁回路一點接地保護裝置，并可裝設兩點接地保護裝置，對旋轉(zhuǎn)整流勵磁的發(fā)電機宜裝設一點接地故障定期檢測裝置。

一點接地保護帶時限動作于信號兩點接地保護應帶時限動作于停機。第9頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

失磁保護作用：為防大型發(fā)電機低勵(勵磁電流低于靜穩(wěn)極限所對應的勵磁電流)或失去勵磁(勵磁電流為零)后，從系統(tǒng)中吸收大量無功功率而對系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。實現(xiàn)方法：測量機端阻抗、勵磁電壓、有功、無功。規(guī)程：100MW以下不允許失磁運行的發(fā)電機，當采用半導體勵磁系統(tǒng)時宜裝設專用的失磁保護；100MW以下但失磁對電力系統(tǒng)有重大影響的發(fā)電機，及100MW及以上發(fā)電機應裝設專用的失磁保護，對600MW的發(fā)電機可裝設雙重化的失磁保護。

第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

定了繞組過電流保護作用：當發(fā)電機縱差保護范圍外發(fā)生短路，而短路元件的保護或斷路器拒絕動作時，為了可靠切除故障，則應裝設反應外部短路的過電流保護。這種保護兼作縱差保護的后備保護。規(guī)程：1MW以上的發(fā)電機宜裝設復合電壓(包括負序電壓及線電壓)起動的過電流保護

50MW及以上的發(fā)電機可裝設負序過電流保護和單元件低壓起動過電流保護。自并勵發(fā)電機帶電流記憶。

第11頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

過負荷保護作用：發(fā)電機長時間超過額定負荷運行時作用于信號的保護。中小型發(fā)電機只裝設定子過負荷保護；大型發(fā)電機應分別裝設定子過負荷和勵磁繞組過負荷保護。規(guī)程：定子繞組非直接冷卻的發(fā)電機，應裝設定時限過負荷保護保護。裝置接一相電流動作于信號。定子繞組為直接冷卻且過負荷能力較低(例如低于1.5倍60s)的發(fā)電機，過負荷由定時限和反時限兩部分組成。

50MW及以上,A≥10的發(fā)電機應裝設定時限負序過荷保護；100MW及以上，A＜10的發(fā)電機應裝設由定時限和反時限兩部分組成的轉(zhuǎn)子表層過熱保護。

對勵磁系統(tǒng)故障或強勵時間過長引起的勵磁繞組過負荷，在10MW及以上，采用半導體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機上應裝設勵磁繞組過負荷保護。對于300MW以下采用半導體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機，可裝設定時限勵磁繞組過負荷保護，帶時限動作于信號和動作于降低勵磁電流。

第12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

負序過負荷保護

作用：電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路或者三相負荷不對稱(如電氣機車、電弧爐等單相負荷的比重太大)時，發(fā)電機定于繞組中就有負序電流。該負序電流產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場，相對于轉(zhuǎn)子為兩倍同步轉(zhuǎn)速，因此在轉(zhuǎn)子中出現(xiàn)100Hz的倍頻電流，它會使轉(zhuǎn)子端部、護環(huán)內(nèi)表面等電流密度很大的部位過熱。造成轉(zhuǎn)子的局部灼傷，因此應裝設負序電流保護。中小型發(fā)電機多裝設負序定時限電流保護；大型發(fā)電機多裝設負序反時限電流保護，其動作時限完全出發(fā)電機轉(zhuǎn)子承受負序電流而發(fā)熱的能力(A)決定．不考慮與系統(tǒng)保護配合。

規(guī)程：50MW及以上,A≥10的發(fā)電機應裝設定時限負序過荷保護；100MW及以上，A＜10的發(fā)電機應裝設由定時限和反時限兩部分組成的轉(zhuǎn)子表層過熱保護。第13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

定于繞組過電壓保護作用：中小型汽輪發(fā)電機通常不裝設過電壓保護。水輪發(fā)電機和大型汽輪發(fā)電機都裝設過電壓保護、以切除突然甩去全部負荷后引起定子繞組過電壓。規(guī)程：對于水輪發(fā)電機應裝設過電壓保護；對于200MW及以上的汽輪發(fā)電機宜裝設過電壓保護。第14頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

逆功率保護作用：

當汽輪機主汽門誤關閉，或機爐保護動作關閉主汽門而發(fā)電機出口斷路器未跳閘時，發(fā)電機失去原動力變成電動機運行，從電力系統(tǒng)吸收有功功率。這種工況對發(fā)電機并無危險，但由于鼓風損失，汽輪機尾部葉片有可能過熱而造成汽輪機事故，故大型機組要裝設用逆功率繼電器構成的逆功率保護，用于保護汽輪機。規(guī)程：200MW及以上的汽輪發(fā)電機宜裝設逆功率保護對燃汽輪發(fā)電機應裝設逆功率保護。第15頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機的主要保護和作用

其它保護失步保護：大型發(fā)電機應裝設反應系統(tǒng)振蕩過程的失步保護。中小型發(fā)電機都不裝設失步保護，當系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，由運行人員判斷，根據(jù)情況用人工增加勵磁電流、增加或減少原動機出力、局部解列等方法來處理。300MW以上宜裝設。頻率異常保護：可能造成汽輪機葉片產(chǎn)生損傷并威脅廠用電的安全。低頻保護：300MW以上裝設，時間累計。過勵磁保護：300MW以上非全相保護：220kV及以上斷路器斷口閃絡：220kV及以上第16頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機保護動作方式停機：斷開發(fā)電機斷路器、滅磁；對汽輪發(fā)電機還要關閉主汽門；對水輪發(fā)電機還要關閉導水翼。解列滅磁：斷開發(fā)電機斷路器、滅磁，汽輪