发电机与变压器故障类型及保护概述

（一）发电机故障类型

1.发电机定子绕组发生故障的类型

1）短路故障：两相、三相短路故障；

2）接地故障：单相接地、两相接地短路故障；

3）匝间短路故障：同相同分支匝间、同相异分支匝间短路故障。

2.发电机转子绕组发生故障的类型

转子一点接地故障、转子两点接地故障、部分转子绕组匝间故障、转子励磁回路低励（励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流）故障和失去励磁故障。

3.发电机的异常运行

发电机的异常运行情况包括过载（通常情况下也称为过负荷）、过电压、过激磁、逆功率、误上电、失磁、失步和频率异常等。

（二）发电机保护简介

1.纵联差动保护

纵联差动保护为定子绕组及其引出线的相间短路保护。

2.横联差动保护

横联差动保护为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联而构成两个或三个中性点引出端时，才装设该种保护。

3.单相接地保护

单相接地保护为发电机定子接地保护。

4.励磁回路接地保护

励磁回路接地保护为励磁回路的接地故障保护，分为一点接地保护和两点接地保护。

5.低励、失磁保护

低励、失磁保护为防止大型发电机低励或失去励磁后，从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响，100MW及以上的发电机都装设这种保护。

6.过载保护

过载保护为发电机长时间超过额定负载运行时作用于信号的保护。

7.定子绕组过电流保护

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。

8.定子绕组过电压保护(www.xing528.com)

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载后引起定子绕组过电压的故障。

9.负序电流保护

电力系统发生不对称短路或三相负载不对称时，发电机绕组中就有负序电流。该负序电流产生反向旋转的磁场，相对于转子为两倍的同步转速，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。其动作时限完全由发电机转子承受负序发热的能力决定，不考虑与系统保护的配合。

10.逆功率保护

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开关未跳闸时，发电机失去原动力变成电动机运行，从系统吸收有功功率。这种工况对发电机并无影响，但由于汽轮机叶片旋转产生的鼓风摩擦损失，其末级叶片有可能过热而造成汽轮机事故，故大型发电机组必须装设逆功率保护，用于保护汽轮机。

（三）变压器的故障类型

1.变压器内部故障

变压器内部故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心烧损等，对变压器来讲，这些故障都是十分危险的，因为变压器油箱内发生故障时会产生电弧，引起绝缘材料及变压器油的强烈气化，从而可能发生爆炸事故。

2.变压器外部故障

变压器外部故障包括变压器绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地短路，引线间发生的相间故障等。

3.变压器的不正常运行状态

变压器的不正常运行状态指外部短路或过载引起的过电流、油箱漏油造成的油面降低、变压器中性点电压升高、外加电压过高或频率降低引起的过激磁等。

（四）变压器保护简介

1.瓦斯保护

瓦斯保护指变压器内部各种短路故障和油面降低的保护。

2.差动保护或电流速断保护

差动保护或电流速断保护指变压器绕组和引出线多相短路、高压侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的保护。

3.零序电流保护

零序电流保护指中性点直接接地的变压器发生外部接地短路的保护。

4.过载保护

过载保护指变压器对称过载保护。

5.过激磁保护

过激磁保护指变压器电压升高或频率降低时工作磁通密度过高发热而引起绝缘过热老化的保护。