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1、发电机保护基本原理发电机保护基本原理发电机可能发生的故障 定子绕组相间短路 定子绕组匝间短路 定子绕组一相绝缘破坏引起的单相接地 励磁回路（转子绕组）接地 励磁回路低励（励磁电流低于静稳极限对应的励磁电流）、失磁 发电机的主要保护和作用励磁回路接地保护 v作用：励磁回路一点接地故障对发电机并未造成危害。但若继而发生两点接地将严重危害发电机安全。v实现方法：采用乒乓式原理。 v规程：1MW及以下水轮发电机，对一点接地故障宜装设定期检测装置，1MW以上水轮发电机应装设一点接地保护装置。 100MW以及汽轮发电机，对一点接地故障可采用定期检测，装置对两点接地故障应装设两点接地保护装置。 转子水内冷汽
2、轮发电机和100MW及以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保护装置，并可装设两点接地保护装置，对旋转整流励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。 一点接地保护带时限动作于信号两点接地保护应带时限动作于停机。 发电机的主要保护和作用失磁保护 v作用：为防大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后，从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响。 v实现方法：测量机端阻抗、励磁电压、有功、无功。 v规程：100MW以下不允许失磁运行的发电机，当采用半导体励磁系统时宜装设专用的失磁保护；100MW以下但失磁对电力系统有重大影响的发电机，及100MW及以上
3、发电机应装设专用的失磁保护，对600MW的发电机可装设双重化的失磁保护。 发电机的主要保护和作用定了绕组过电流保护 v作用：当发电机纵差保护范围外发生短路，而短路元件的保护或断路器拒绝动作时，为了可靠切除故障，则应装设反应外部短路的过电流保护。这种保护兼作纵差保护的后备保护。 v规程：1MW以上的发电机宜装设复合电压(包括负序电压及线电压)起动的过电流保护 50MW及以上的发电机可装设负序过电流保护和单元件低压起动过电流保护 。 自并励发电机带电流记忆。 发电机的主要保护和作用过负荷保护v作用：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护；大型发电机应分别装
4、设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。v规程：定子绕组非直接冷却的发电机，应装设定时限过负荷保护保护。装置接一相电流动作于信号。定子绕组为直接冷却且过负荷能力较低(例如低于1.5倍60s)的发电机，过负荷由定时限和反时限两部分组成。 50MW及以上,A10的发电机应装设定时限负序过荷保护；100MW及以上，A10的发电机应装设由定时限和反时限两部分组成的转子表层过热保护。 对励磁系统故障或强励时间过长引起的励磁绕组过负荷，在10MW及以上，采用半导体励磁系统的发电机上应装设励磁绕组过负荷保护。对于300MW以下采用半导体励磁系统的发电机，可装设定时限励磁绕组过负荷保护，带时限动作于信号和动作于降低
5、励磁电流。 发电机的主要保护和作用负序过负荷保护 v作用：电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时，发电机定于绕组中就有负序电流。该负序电流产生反向旋转磁场，相对于转子为两倍同步转速，因此在转子中出现100Hz的倍频电流，它会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热。造成转子的局部灼伤，因此应装设负序电流保护。中小型发电机多装设负序定时限电流保护；大型发电机多装设负序反时限电流保护，其动作时限完全出发电机转子承受负序电流而发热的能力(A)决定不考虑与系统保护配合。 v规程：50MW及以上,A10的发电机应装设定时限负序过荷保护；100MW及以上
6、，A10的发电机应装设由定时限和反时限两部分组成的转子表层过热保护。发电机的主要保护和作用定于绕组过电压保护v作用： 中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护、以切除突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压。v规程：对于水轮发电机应装设过电压保护；对于200MW及以上的汽轮发电机宜装设过电压保护。发电机的主要保护和作用逆功率保护v作用： 当汽轮机主汽门误关闭，或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时，发电机失去原动力变成电动机运行，从电力系统吸收有功功率。这种工况对发电机并无危险，但由于鼓风损失，汽轮机尾部叶片有可能过热而造成汽轮机事故，故大型机组
7、要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护，用于保护汽轮机。v规程：200MW及以上的汽轮发电机宜装设逆功率保护对燃汽轮发电机应装设逆功率保护。 发电机的主要保护和作用其它保护v 失步保护：大型发电机应装设反应系统振荡过程的失步保护。中小型发电机都不装设失步保护，当系统发生振荡时，由运行人员判断，根据情况用人工增加励磁电流、增加或减少原动机出力、局部解列等方法来处理。 300MW以上宜装设。v 频率异常保护：可能造成汽轮机叶片产生损伤并威胁厂用电的安全。低频保护：300MW以上装设，时间累计。v 过励磁保护：300MW以上v 非全相保护：220kV及以上v 断路器断口闪络：220kV及以上发电机保护动作方式v 停机：停机：断开发电机断路器、灭磁；对汽轮发电机还要关闭主汽门；对水轮发电机还要关闭导水翼。v 解列灭磁：解列灭磁：断开发电机断路器、灭磁，汽轮机甩负荷。v 解列：解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。v 减出力：减出力：将原动机出力减到给定值。v 缩小故障影响范围：缩小故障影响范围：例如双母线系统断开母线联络断路器等。v 程序跳闸：程序跳闸：对于汽轮发电机首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁；对于水轮发电机，首先将导水翼关到空载位置，再跳开发电机断路器并灭磁。v 信号：信号：发出声光信号。18 结束语结束语