发电机保护方式大全

发电机的故障类型主要有定子绕组相间短路，定子绕组一相的匝间短路，定子绕组单相接地，转子绕组一点接地或两点接地，转子励磁回路励磁电流降低或消失等。发电机的不正常运行状态主要有由外部短路引起的定子绕组过电流，由负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷，由外部不对称短路或不对称负荷（如单相负荷，非全相运行等）而引起的发电机负序过电流和过负荷，由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压，由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷，由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。

针对上述故障类型及不正常运行状态，发电机应装设的继电保护装置有：

（1）对于1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵联差动保护。

（2）对于直接联于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当发电机电压网络的接地电容电流大于或等于5A时（不考虑消弧线圈的补偿作用），应装设动作于跳闸的零序电流保护；当接地电容电流小于5A时，则装设作用于信号的接地保护。

对于发电机变压器组，一般在发电机电压侧装设作用于信号的接地保护；当发电机电压侧接地电容电流大于5A时，应该装设消弧线圈。

容量在100MW及以上的发电机，应装设保护区为100%的定子接地保护。

（3）对于发电机定子绕组的匝间短路，当绕组接成星形且每相中有引出的并联支路时，应装设单继电器式的横联差动保护。

（4）对于发电机外部短路引起的过电流，可采用下列保护方式：

1）负序过电流及单相式低电压起动过电流保护，一般用于50MW及以上的发电机。

2）复合电压（负序电压及线电压）起动的过电流保护。

3）过电流保护，用于1MW以下的小容量发电机。

（5）对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在50MW及以上的发电机上装设负序电流保护。

（6）对于由对称负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设接于一相电流的过负荷保护。(www.xing528.com)

（7）对于水轮发电机定子绕组过电压，应装设带延时的过电压保护。

（8）对于发电机励磁回路的接线故障，应采用以下保护措施：

1）水轮发电机一般装设一点接地保护，小容量机组可采用定期检测装置。

2）对汽轮发电机励磁回路的一点接地，一般采用定期检测装置，对大容量机组则可以装设一点接地保护。对两点接地故障，应装设两点接地保护，在励磁回路发生一点接地后投入。

（9）对于发电机励磁消失的故障，在发电机不允许失磁运行时，应在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器；对采用半导体励磁以及100MW及其以上的电机励磁的发电机，应增设直接反应发电机失磁时电气参数变化的专用失磁保护。

（10）对于转子回路的过负荷，在100MW及以上并采用半导体励磁系统的发电机上，应装设转子过负荷保护。

（11）对于汽轮发电机主汽门突然关闭，为了防止汽轮机遭到损坏，对大容量的发电机组可考虑装设逆功率保护。

（12）其他的继电保护，如当电力系统振荡影响机组安全运行时，在300MW机组上宜装设失步保护；当汽轮机低频运行造成机械振动，叶片损伤对汽轮机危害极大时，可装设低频保护；当水冷却发电机断水时，可装设断水保护等。

为了快速消除发电机内部的故障，在保护动作于发电机断路器跳闸的同时，还必须动作于自动灭磁开关，断开发电机励磁回路，以使转子回路电流不会在定子绕组中再感应电势，继续供给短路电流。

目前，国内对于2000年以后兴建的项目，除一些热电联产的机组选用300MW外，将普遍选用600MW以上的超大型机组。三峡水电站的发电机都是单机容量超过700MW的超大型机组，是我国迄今为止单机容量最大的水轮发电机组。国内外高桥电厂二期工程以及华能玉环电厂的发电机都是单机容量900MW、1000MW的超超临界机组，是我国单机容量最大的汽轮发电机组。超临界机组具有效率高，单位千瓦投资省、人员少、维护费用低及同容量电厂建设周期短，建筑用地少等综合优点，同时也适应我国电力工业的发展和符合电网对机组容量的需求。超临界机组通常可以考虑1000MW和600MW两个等级。目前全世界已投入运行的超临界及以上参数的发电机组大约有600多台。该类型机组的特点主要有：

（1）有效材料利用率提高使机组的惯性常数降低，热容量与铜损、铁损之比显著下降。发电机的惯性常数降低，使机组在系统发生扰动时更容易振荡，同时各种过负荷能力降低。

（2）电气参数的变化主要表现在发电机的电抗的增大和定子绕组电阻的减少，使短路电流水平下降，保护灵敏度降低。定子回路时间常数的增大，使非周期分量衰减大大变慢，严重恶化了保护用电流互感器的工作特性，加重了不对称短路对转子表层的发热。非周期电流分量的长时间存在，使暂态短路电流在若干周期不通过零点，断路器不能灭弧。电抗增大，失磁机组易于失去稳定，并使异步运行平均转矩变小和滑差增大，导致从系统吸收无功，而使大型机组在满负荷时突然甩负荷的过励磁现象更为严重。