发电机保护简介
第六讲 发电机保护
3U0>
&
TV断线
t
出口
信号 中性点零序电压
3U0>
t
信号
出口
机端TV开口三角
> 3U 0
&
中性点零序电压
t
> 3U 0
&
10
TV断线信号
2）发电机三次谐波电压式定子接地保护
三次谐波电压式定子接地保护范围是：反映发电机中性点向机内20%左右定子 绕组或机端附近定子绕组单相接地故障,与零序基波电压式定子接地保护联合构成 100%的定子接地保护。 三次谐波电压式定子接地保护，按比较发电机中性点及机端三次谐波电压的大小和相 位构成。其交流接入回路如下。
保护的反时限特性曲线由三部分构成：上限短延时、反时限及 下限长延时。其特性曲线如下。
I
I up
t
K1 I2 K 2
IS I g1
0 t up
ts t
逻辑框图 发电机反时限对称过负荷保护的逻辑框图如下。 Ig1、t11—定时限动作电流、时间；Is、ts—下限电流、 长延时； Iup、tup—上限电流、时间
阻抗型失磁保护的逻辑框图如下：
信号
Uh< Ug < Z g<
& & &
1.5
t3
出口 信号 出口
t4
信号
TVg断线
+ & &
t1
t2
Vfd<
出口 信号 出口 信号
P>
t5
出口
失磁保护动作过程：
当发电机失磁导致机端低电压动作时，经延时t4发出信号并 作用于出口（如切换励磁或切换厂用电源等措施）； 当发电机失磁导致机组功率超过整定值时，经延时t5发出信 号并作用于出口（如降出力）； 当发电机失磁并导致系统低电压动作时，经延时t3发出信号 并作用于跳闸； 当发电机失磁阻抗元件满足，或同时转子低电压也满足时， 经t1延时或t2延时发出信号并作用于出口（如解列灭磁）。
发电机保护常识知识点总结
发电机保护常识知识点总结发电机保护常识知识点总结发电机作为电力系统的重要组成部分，起着将机械能转化为电能的关键作用。
为了确保发电机的正常工作和延长其使用寿命，发电机保护显得尤为重要。
以下是一些关于发电机保护的常识知识点的总结。
一、过电压保护过电压是指发电机的电压超过额定值的情况。
过电压不仅会对发电机本身造成损坏，还会对连接在发电站和变电站的其他设备造成损害。
发电机过电压的原因可以是系统故障、电源切换、过电流、电网故障等。
针对过电压，常见的保护方式有电压继电器和电压保护装置。
电压继电器主要用于监测发电机的电压，当电压超过设定值时，电压继电器会触发相应的保护动作，例如切断电源或引导过电压。
电压保护装置可以检测到发电机输出电压超过限定值的情况，并及时采取措施来保护发电机。
例如，可以通过投入空载运行的变压器来降低发电机的电压。
二、过电流保护过电流是指发电机的电流超过额定值的情况。
过电流可能会在发电机负荷过重、短路故障、绝缘损坏等情况下发生。
过电流保护的目的是保护发电机和电力系统中的其他设备，防止过电流引发故障和损坏。
常见的过电流保护方式包括电流继电器和差动保护。
电流继电器使用电流互感器来监测发电机的电流。
当电流超过设定值时，电流继电器会发送信号触发保护动作，例如切断电源或引导过电流。
差动保护比电流继电器更为精确，它可以同时检测到发电机的输入和输出电流的差异。
如果差异超过设定值，差动保护将触发相应的保护动作。
三、频率保护频率是发电机运转状态的一个重要指标。
频率变化可能是由于发电机负荷突变、电网故障、发电机转速变化等原因引起的。
频率过高或过低都可能对发电机和连接设备造成损坏。
频率保护的主要目的是监测发电机频率的变化并触发相应的保护动作。
常见的频率保护装置有频率继电器和频率保护装置。
频率继电器通过监测发电机的输出频率来保护发电机。
一旦频率超出设定范围，频率继电器会触发保护动作。
频率保护装置可以通过调整发电机与电网之间的连接方式来稳定频率。
发电机保护
4.5.1 发电机保护4.5.1.1 发电机差动保护（两套）保护应能在区外故障时可靠地躲过两侧CT特性不一致所产生的不平衡电流。
区内故障保护灵敏动作,保护采用三相式接线,瞬时动作于停机1或2。
应具有电流互感器断线判别功能，并能选择闭锁差动、发信号。
1)应具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性，防止发电机过激磁时误动。
2）当电流互感器发生断线时，应发出报警信号。
3）在同一相上出现两点接地故障(一点区内、一点区外)时，应动作出口。
4）动作电流的整定范围应为0.1～0.5额定电流。
5）动作时间(2倍整定电流时)不大于30ms。
6）差动保护动作后采用停机1动作出口继电器。
4.5.1.2 发电机定子接地保护（两套）保护由发电机机端零序电压和中性点侧三次谐波电压共同构成100%保护区的定子接地保护,保护装置带时限t1动作于发信号及t2动作于停机1或2。
设PT 断线闭锁。
区外故障时不应误动。
上述保护装置应具有以下主要功能和技术要求：1)保护范围应为定子绕组的100％。
2)三次谐波式保护应能通过参数监视功能提供整定依据。
3)该保护装置应能满足在起动过程中对发电机接地故障提供保护，否则，卖方需提供起动保护继电器。
4)固有延时不大于70ms。
5) 发电机定子接地保护动作后采用停机1或2动作出口继电器，其中三次谐波式保护应提供出口切换片供买方选择投跳或投信。
4.5.1.3 发电机过电压保护（两套）保护发电机防止在起动或并网过程中发生电压升高而损坏发电机绝缘的事故。
过电压保护动作电压取1.3倍额定电压,延时0.5秒动作于停机1。
其主要功能和技术要求如下：1)电压整定范围：0～3额定电压。
2)返回系数不小于0.97-0.98。
3)固有延时不大于30ms。
4)采用停机1或2动作出口继电器4.5.1.4 发电机频率异常保护（两套）发电机频率异常保护反应系统频率的降低或提高，保护由灵敏的频率继电器和计数器组成，并受出口断路器辅助接点闭锁。
第七章发电机保护讲解
大容量发电机采用反映零序电压的匝间短路保护。 发电机正常运行时，机端不出现基波零序电压。 相间短路时，也不会出现零序电压。单相接地故 障时，接地故障相对地电压为零，而中性点电压 上升为相电压，但是三相对中性点电压仍然对称， 不出现零序电压。当发电机定子绕组发生匝间短 路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出 现零序电压。
继电保护教学
横联差动保护的动作电流一般根据运行经验取值
Iop 0.2 ~ 0.3IGN
发电机额定电流
横联差动保护的TA变比一般为 nTA 0.25IGN / 5
继电保护教学
横差保护灵敏度很高，但是在切除故障时有一定 的死区： 1、单相分支匝间短路的α较小（短接的匝数较少） 时； 2、同相两分支匝间短路，且α1=α2，或者两者差 别较小时。
继电保护教学
转子绕组的接地可分为瞬时接地、永久接地和断 续接地。还可分为一点接地和两点接地。一点接 地时不用停止运行。在永久两点接地时，磁场不 平衡，中线中有不平衡电流，横差保护动作（不 是误动作）。但是瞬时两点接地（下一时刻会恢 复为一点接地）时，保护会误动作。
继电保护教学
为了躲过瞬时两点接地故障，需增设0.5~1s的动 作延时。切换片XS有两个位置，正常时投到1~2， 保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时，XS 切至1~3，使保护经过KT延时，为转子永久性两 点接地故障做好准备。
重影响
转子故障
继电保护教学
定子绕组相间短路 装设纵联差动保护
定子绕组匝间短路 装设横联差动保护
定子绕组单相接地 100%定子绕组单相 接地保护 转子绕组一点或两点 接一地点或两点接地保 转护子失磁 装设失磁保护
7.1.2 发电机的不正常工作状态及其保护
发电机保护
动作区 制动区
Ires.min 拐点电流 Id.min 启动电流
K 制动线斜率（BC线段） 整定设置见后
电力工程技术（china-dianli）
7.2发电机定子绕组短路故障的保护
7.2.4 发电机纵差保护的接线方式 1、发电机纵差保护的动作逻辑
内部相间短路，两相以上差动继电器动作；仅一相动作判断为TA断线。 当一点内，一点外时，加上负序电压判断。
或完全消失。
电力工程技术（china-dianli）
7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
发电机的不正常运行状态主要有： (1)由于外部短路引起的定子绕组过电流； (2)由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷； (3)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； (4)由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压； (5)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； (6)由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。
Krel=1.5-2, Ier1反映TA变比误差取0.06Ign Ier2反映二次误差取0.1Ign 通常：
Id. min 0.3I gn
电力工程技术（china-dianli）
7.2.5 发电机比率制动式差动保护的整定与灵敏度
(2)拐点电流的整定。 大小影响动作灵敏度
Ires. min (0.5 ~ 1.0)IgN
比率制动式差动继电器原理接线图
电力工程技术（china-dianli）
7.2.2 比率制动式差动保护
动作电流 Id I&1 I&2
制动电流
I res
I&1 I&2 2
动作方程：
第五讲 继电保护-发电机保护
六、定子绕组匝间短路保护
1、定子绕组匝间短路类型 定子绕组接线方式有两种：双星形接线和单星形接线
定子绕组匝间短路类型主要有：同相同分支；同相不同分支；不同 相间；定子开焊。
2、单元件式横差电流保护
1）基本原理 ：发生匝间短路故障时，由于双Y接线绕组的中性点连线上有电流出
现，因此，取用中性点连线上的电流可以构成定子绕组的匝间短路保护。
电流
电
机
纵
差 保
代号
KZ
Iq
Ig
U2
Is
Ict
Ie （IN）
护
定
值
整定
清 单
范围
0.1~1.8
0.05~10
0.5~10
1~30
1~20
0.8~1.2
0.5~8
单位
安
安
伏
倍数
倍数
安
（三）比率制动式发电机纵差保护 定值整定
①启动电流Iact0 按躲过正常工况下最大不平衡差流来整定。
不平衡差流产生的原因：主要是差动保护两侧 TA的变比误差，保护装置中通道回路的调整误差。对 于不完全纵差，尚需考虑发电机每相各分支电流的不 平衡。
定子绕组
A B
C
装置交流模件
专用TV
3U0
逻辑框图
为防止专用TV一次断线时保护误动，引入TV断线闭锁；另外，为防止区外 故障或其他原因（例如，专用TV回路有问题）产生的纵向零序电压使保护 误动，引入负序功率方向闭锁。负序功率方向判据采用开放式（即允许式）
发电机额定电流IN.G
n Ie IN .G
Pe
3Ue TA cos
⑦差动保护灵敏度校验
必须满足机端两相金属性短路时，差动保护的 灵敏系数:
发电机保护
tA I
2
（2）发电机允许过负荷的特性
2
1
图9－28
发电机的允许过负荷特性曲线示意图
1－考虑散热条件下；2－不考虑散热条件下
二、定子绕组的过负荷保护 保护的动作电流，按在发电机长期允许的负 荷电流下能可靠返回的条件整定。 三、转子绕组的过负荷保护 由定时限电流保护和反时限电流保护两部分 组成。定时限部分经延时动作于信号；反时 限部分动作于解列灭磁。 四、转子表层的过负荷保护 一般由定时限负序电流保护和反时限负序电 流保护两部分组成。定时限负序电流保护动 作于信号，反时限负序电流保护动作于跳闸。
（1－a）E
R
S2
R 图9－20
R1
U1,U2
R
切换采样式转子一点接地保护原理接线
U1 1 接地点位置 为： 3 3 U
接地电阻 R f 为：
Rf a
R1 2 R1 R 3U 3
正常运行时:四 4 个电阻 R 对称， U1＝U2，Δ U＝0， R f ＝ ； 转子绕组一点接地时：U1≠U2, 当 Rf
1.定子绕组单相接地故障的零序电压
图9－11 机端金属性单相接地时电压相量图
1)当机端单相接地时:
如图 9－11 所示：
1 1 UW ) U U0 (UU UV UW ) (UV U 3 3
显然： 发电机机端一相金属性接地时， 机端零序电压的大小等于发电机故障前的相电压。
第六节 发电机的失磁保护
一、发电机失磁运行及其产生的影响 1）发电机失磁，对机组本身产生危害。 2）发电机失磁运行对电力系统的影响。 二、发电机失磁保护的配置 大型发电机通常装设专门的失磁保护，动 作于信号、减负荷、或停机。
电力系统发电机保护
电力系统发电机保护在电力系统中，发电机作为重要的电源设备之一，起着稳定供电和保障电力系统正常运行的关键作用。
然而，由于各种原因，如过载、短路、电压异常等，发电机可能面临着各种潜在的故障风险，因此必须有有效的保护措施。
本文将介绍电力系统发电机的保护原则、保护装置以及常见的保护方案。
一、发电机保护原则1. 过载保护过载是指发电机承受超过其额定容量的电流。
过载会导致发电机绕组温升过高，损坏绝缘材料，甚至引发火灾。
因此，过载保护是发电机保护的最基本原则。
发电机的过载保护通常通过测量发电机的电流来实现，一旦电流超过设定值，保护装置将切断发电机的供电。
2. 短路保护发电机的短路保护是为了防止短路故障导致电流暴增，损坏发电机绕组。
短路保护通常包括发电机内部和外部的短路保护。
内部短路保护主要是针对发电机绕组内部出现短路故障，外部短路保护主要是针对发电机输出线路与其他系统组件之间出现短路故障。
常用的短路保护装置有熔断器、断路器等。
3. 低电压保护低电压是指发电机输出电压低于其额定值的情况。
低电压可能导致电力系统无法正常运行，影响供电可靠性。
因此，保护装置需要对低电压进行监测，并在低电压出现时采取相应的措施，如切断发电机的供电或通过其他方式提高输出电压。
4. 过频保护和过速保护过频和过速是指发电机输出频率和转速超过其额定值。
过频和过速可能导致发电机旋转部件破裂，机械损坏，甚至引发设备事故。
因此，需要采取相应的过频保护和过速保护措施，如安装速度开关、频率继电器等。
二、发电机保护装置1. 发电机差动保护装置发电机差动保护装置是一种常用的发电机保护装置，通过测量发电机输入和输出侧的电流，实现对发电机的保护。
当输入电流和输出电流存在差异时，差动保护装置将切断发电机的供电，以保护发电机不受损坏。
2. 频率保护装置频率保护装置用于监测发电机的输出频率，一旦频率超过或低于设定值，保护装置将采取相应的保护措施，避免发电机因频率异常而受损。
发电机保护
七、定子绕组单相接地保护
我国发电机中性点接地方式主要有以下三种： -不接地（含经单相电压互感器接地） -经消弧线圈（欠补偿）接地； -经配电变压器高阻接地。
在发电机单相接地故障时，不同的中性点接地方式，将 有不同的接地电流和动态过电压以及不同的保护接口方 式。
定子绕组的单相接地（定子绕组与铁芯间的绝缘破 坏）是发电机最常见的一种故障，由于大中型发电 机中性点不接地或经高阻抗接地，定子单相接地故 障并不产生大的故障电流，所以定子绕组单相接地 保护通常只发信号而不跳闸，故障机组经转移负荷 后平稳停机。同时也应指出：发电机单相接地故障 往往是相间或匝间短路的先兆，因此对于大型发电 机组，在定子单相接地保护动作发信号后，应立即 通知系统调度部门，瞬时减小故障机组负荷，尽快 实现停机检修。因此，对大型发电机组，特别是定 子绕组用水内冷的机组，应装设能反应100％定子 绕组的接地保护。
发电机定子短路故障形成比较复杂，大体归纳主要有五 种情况：发生单相接地，然后由于电弧引发故障点处相 间短路；直接发生线棒间绝缘击穿形成相间短路；发生 单相接地，然后由于电位的变化引发其他地点发生另一 点的接地，从而构成两点接地；发电机端部放电构成相 间短路；定子绕组同一相的匝间短路故障。
一、发电机比率制动式完全纵差保护
在发电机相电势中，除基波之外，还含有一定分 量的谐波，其中主要是3次谐波（零序性质），3 次谐波值一般不超过基波10%。
如果把发电机的对地电容等效地看成集中在发电 机中性点N和机端S,且每项电容大小都是0.5CG,并 将发电机引出线、升压变、厂用变以及PT等设备 对地电容等效在机端。当发电机中性点不接地时：
α α2
α1
信号
跳断路器
跳灭磁开关
说明：切换片正常运行时投1~2位置,保护不带延时。转子 一点接地时，投1~3位置，保护带延时，为转子两点接地 故障做好准备。
发电机保护
1 发电机差动保护发电机差动保护作为发电机定子绕组及出线的相间短路故障的主保护。
保护采用比率制动原理。
为防止TA断线差动误动，任一相电流互感器断线，均应能闭锁差动，TA断线功能应设置开关，使其能投能退。
发电机差动瞬时动作于全停。
2 发电机变压器组差动保护发变组差动作为发变组及其引出线范围内短路故障的主保护。
保护采用二次谐波电流制动原理。
为防止TA断线差动误动，任一相电流互感器断线，均应能闭锁差动，TA断线功能应设置开关，使其能投能退。
保护瞬时动作于全停。
3 发电机横差保护发电机横差保护作为发电机定子绕组匝间短路故障的主保护，保护动作于全停。
本保护只有一组CT，两屏需共用此CT电流。
判据1(无制动特性):Iop(横差电流) Iget动作电流整定值4 发电机失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。
该保护由阻抗元件、UL -P元件、UL<元件及机端电压等元件通过一定的逻辑关系构成，。
失磁保护电流、电压取自发电机机端。
保护t1动作于信号，t2、t3动作于解列或程序跳闸。
5 发电机过电压保护发电机过电压保护作为发电机定子绕组的异常过电压保护并由主变高压侧断路器辅助接点(常开)闭锁，并网前投入，并网后退出。
发电机过电压经延时动作于全停。
6 发电机基波定子接地保护发电机定子接地保护作为发电机定子绕组单相接地故障的保护。
保护由反应定子中性点基波零序电压判据（保护95%）构成，基波零序电压定子接地保护带时限动作于信号和程序跳闸。
7 转子一点、两点接地保护采用乒乓式原理构成，一点接地保护延时动作于信号；一点接地后启动两点接地，两点接地保护延时动作于全停。
8 逆功率保护作为系统向发电机倒送有功，发电机变电动机运行异常工况的保护。
由灵敏的功率元件构成。
保护设二段延时，t1发信号，t2动作于程序跳闸。
9低阻抗保护采用偏移阻抗特性，经延时动作于解列灭磁。
设有PT断线闭锁及过电流闭锁。
10 负序过流保护负序过流保护作为发电机不对称故障的保护。
发电机保护包括哪些？
发电机保护包括哪些？
发电机包括以下几种保护：
(1) 纵差保护：发电机内部及出口断路器之内相间故障的主保护，全停。
(2) 复压过流：发电机内部相间故障的后备保护。
(3) 对称过负荷：定时限减功率；反时限解列。
(4) 不对称过负荷：解列（负序过流）。
(5) 失磁保护、匝间保护、100%定子接地保护：解列。
(6) 转子一点接地保护：发信号；转子两点接地保护：解列停机。
(7) 此外，发电机还配备定子匝间短路保护、定子接地保护、逆功率、程跳逆功率保护、失步保护、起停机保护、误上电保护、过激磁保护等。
发电机在刚并网时，电压为何会有所降低？对于发电机来说，一般都是迟相运行，它的负载也一般是阻性和感性负载。
当发电机升压并网后，定子绕组流过电流，此电流是感性电流，感性电流在发电机内部的电枢反应作用比较大，它对转子磁场起削弱作用，从而引起端电压下降。
当流过的只是有功电流时，也有相同作用，只是影响比较小。
这是因为定子绕组流过电流时产生磁场，这个磁场的一半对转子磁场起助磁作用，而另一半起去磁作用，由于转子磁场的饱和性，助磁一方总是弱于去磁一方。
因此，磁场会有所减弱，导致端电压有所下降。
发电机保护
发电机保护1、发电机差动保护：发电机差动保护是发电机相间短路的主保护。
根据接入发电机中性点电流的份额即接入全部中性点电流或只取一部分电流接入，可分为完全纵差保护和不完全纵差保护。
另外，根据算法不同，可以构成比率制动特性差动保护和标积制动式差动保护。
不完全纵差保护，适用于每相定子绕组为多分支的大型发电机。
它除了能反应发电机相间短路故障，尚能反应定子线棒开焊及分支匝间短路。
可根据机组结构、容量及有关特点，合理地选用发电机纵差保护的类型（完全纵差、不完全纵差、比率制动式或标积制动式）。
当采用完全纵差时，机端和中性点的电流互感器，应选用同型号、同变比的；当采用不完全纵差时，机端和中性点电流互感器仍可采用同型号、同变比的，但要引入平衡系数调平衡。
TA二次回路开路会引起高电压的危险，特别是大型发电机组，建议采用TA断线不闭锁差动保护方案。
发电机差动保护，动作于全停。
２、发电机横差：发电机横差保护，是发电机定子绕组匝间短路（同分支匝间短路及同相不同分支之间的匝间短路）、线棒开焊的主保护，也能保护定子绕组相间短路。
分单元件横差保护（又称高灵敏度横差保护）和裂相横差保护两种。
单元件横差保护，适用于每相定子绕组为多分支，且有两个或两个以上中性点引出的发电机，保护用TA的变比，按确保区内故障时TA的动稳定及热稳定来选择。
裂相横差保护，又称三元件横差保护，实际上是分相横差保护，其实质是将每相定子绕组的分支回路分成两组，并通过两组TA将各组分支电流之和，反极性引到保护装置中计算差流。
当差流大于整定值时，保护动作。
保护的动作特性，可采用比率制动特性，也可采用标积制动特性。
裂相横差保护可采用同型号、同变比的电流互感器，且要求各TA 的暂态特性要好。
每相定子绕组分支数为奇数时，由于两组TA所匝链的分支数不同，需引入平衡系数。
发电机横差保护，动作于全停。
３、发电机匝间保护：本保护不仅作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。
发电机的保护原理的介绍
当发电机内部或输出线路发生短路故障时 ，断路器能够迅速切断电流，防止短路电 流对发电机和线路造成进一步损坏。
熔断器
熔断器是一种利用熔融金属断开 电路的开关装置，主要用于发电
机的短路和过载保护。
当发电机或线路发生短路或过载 故障时，熔断器内部的熔丝会因 过热而熔断，从而切断电流，防
止故障扩大。
熔断器具有低成本、简单可靠的 特点，广泛应用于低压配电系统
网络化保护
基于网络的保护策略
通过网络将发电机与其它相关设备连接起来，实现信息共享和协 同保护，提高保护的可靠性和快速性。
分布式保护
通过网络将发电机的各个保护单元连接起来，实现分布式保护，提 高保护的灵活性和可靠性。
实时数据传输
通过网络实时传输发电机运行数据，方便远程监控和诊断，提高维 护效率。
智能化保护
发电机的保护原理概述
保护原理
发电机的保护原理主要是通过监测发电机的运行状态和异常 情况，及时采取相应的保护措施，防止发电机及其相关设备 发生损坏或故障扩大，保障电力系统的安全稳定运行。
主要保护方式
主要包括差动保护、过流保护、过压保护、欠压保护、接地 保护等。
02
发电机保护的基本原理
过电流保护
当发电机电流超过设定值时，过 电流保护装置会立即动作，切断 发电机与系统的连接，以防止发
电机过载受损。
过电流保护通常采用电流继电器 或断路器来实现，可以根据实际
情况选择合适的保护装置。
为了避免误动作，过电流保护通 常具有时限特性，即只有在持续 超过设定值一段时间后才会动作。
欠电流保护
当发电机电流低于设定值时， 欠电流保护装置会触发，以防 止发电机因过低的电流而受损。
欠电流保护通常采用欠电流继 电器或欠电压继电器来实现， 可以根据实际情况选择合适的 保护装置。
发电机保护原理
发电机保护原理
发电机保护原理是为了保护发电机免受损坏，并确保其安全运行。
以下是发电机保护的主要原理：
1. 过电流保护：通过监测发电机额定电流和短路电流来判断是否存在过电流情况。
一旦检测到过电流，保护系统将立即切断电源，防止发电机受到损害。
2. 过载保护：发电机的额定负载能力是有限的，当负荷超过额定值时，过载保护系统将启动，以避免发电机超负荷运行。
3. 过压保护：发电机工作时，电压波动可能会导致过电压情况。
过压保护系统会监测发电机输出电压，一旦检测到过压，保护系统将采取措施降低电压，以保护发电机。
4. 低压保护：发电机输出电压过低可能会导致设备故障。
低压保护系统会监测发电机输出电压，一旦检测到低压，保护系统将立即调整电压或停电，以防止发电机损坏。
5. 频率保护：发电机输出频率过高或过低都可能会导致设备故障。
频率保护系统会监测发电机输出频率，并在异常情况下采取相应的措施，以确保发电机的正常运行。
6. 温度保护：过高的温度可能会引起发电机内部部件的损坏。
温度保护系统会监测发电机的温度，并在温度超过安全范围时采取措施，如降低负载或自动停机，以防止发电机受损。
7. 短路保护：发电机输出电路中的短路可能会导致设备受损。
短路保护系统会监测电路的电流和电压，一旦检测到短路，保护系统将切断电源，以保护发电机。
总结起来，发电机保护原理主要是通过监测和反馈控制，及时发现并处理发电机可能面临的故障情况，从而确保发电机的安全、稳定运行。
发电机保护
发电机保护第一节 基本概念一 发电机发电机的作用是将汽轮机或水轮机输出的机械能变换成电能。
1 主要构成发电机主要由定子和转子两部分构成。
在定子与转子间留有适当的间隙，通常将该间隙称作为气隙。
极对数为1的三相交流同步发电机的结构示意图如图1所示。
在定子铁芯上设置有槽，每个定子槽分上槽和下槽，上槽及下槽中设置有定子绕组。
每台发电机的定子绕组为三相对称式绕组，如图1中的a-x 、b-y 、c-z 所示。
所谓三相对称绕组是指三个绕组（即a-x 、b-y 、c-z ）的匝数相等，其空间分布相对位置相距1200。
在定子铁芯的上槽与下槽之间设置有屏蔽层。
在转子铁芯上也有槽，槽内设置有转子绕组（如图1中的W －j 所示）。
图1 三相同步交流发电机结构示意图为提高发电机的单机容量及降低铁芯及绕组的温度，各种发电机均设置有冷却系统。
小型发电机一般采用空气冷却方式，也有采用氢冷式；对于大型汽轮发电机，通常采用水内冷及氢冷方式。
2 作用原理在转子绕组中（图1中的W －j ）通入直流，产生一恒定磁场（其两极极性分别为N －S ）。
发电机转子由汽轮机或水轮机拖着旋转，恒定磁场变成旋转磁场（通常称之气隙磁场）。
转子旋转磁场切割定子绕组，必将在定子绕组产生感应电势。
由于转子磁场在气隙中按正弦分布，而转子以恒定速度旋转，从而使定子绕组中的感应电势按正弦波规律变化。
发电机并网运行时，定子绕组中出现感应电流，向系统输出电能。
3 发电机的额定转速转子磁场旋转时，每转过一对磁极，定子绕组中的电势便历经一个周期。
因此，定子绕组中电势的频率可由每秒钟转过磁极的极对数来表示。
设发电机的极对数（即一个N 、一个S ）为P ，每分钟的转速为n ，则频率 转速 (1)汽轮发电机的极对数P ＝1，当电网的频率f ＝50赫时，n ＝3000转/分。
对于水轮发电机，其极对数较多，故允许其转速转低，当P ＝4时，水轮机的转速n=750转/分，当极对数P ＝24时，其转速为125转/分。
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1 发电机失磁保护
失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。
由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。
励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。
静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。
TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A<Ia<Iset(电流门坎)时判为TV二次回路断线，将失磁保护闭锁。
│Ua+Ub+Uc-3U0│≥Uset用于判别TV单相或两相断线，低压判据判断三相失压。
在电力系统短路或短路切除等非失磁因素引起系统振荡时，保护采取措施闭锁Ufd(P)，可防止保护误出口。
励磁低电压Ufd(P)判据动作后经t1（2s）发出失磁信号。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗判据均满足且无TV二次回路断线时经t2（6s）发出跳闸指令。
励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗、系统低电压判据均满足且无TV二次回路断线时经t3（1s）发出跳闸指令。
2 发电机过激磁保护
过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。
过激磁保护分高、低两段定值，低定值经固定延时5s发出信号和降低励磁电压（降低励磁电压、励磁电流的功能暂未用），高定值经反时限动作于解列灭磁。
反时限延时上限为5秒，下限为200秒。
3 发电机定子接地保护
发电机定子接地保护作为发电机定子单相接地故障保护，由基波零序电压部分和三次谐波电压两部分组成，基波零序电压保护机端至机尾95%区域的定子绕组单相接地故障，由反映发电机机端零序电压原理构成，经时限t1（3s）动作于解列灭磁；三次谐波电压保护机尾至机端30%区域的定子绕组单相接地故障，由发电机中性点和机端三次谐波原理构成，经时限t2（5s）动作于信号。
二者组成100%的定子接地保护。
保护设有ＰＴ断线闭锁。
4 发电机定子匝间保护
保护由纵向零序电压和故障分呈负序方向判据构成,设置PT断线闭锁措施，作为发电机内部匝间、相间短路以及定子绕组开焊的主保护.故障分量负序方向判据通过检测流出发电机的负序功率实现纵向零序电压判据通检测中性点与发电机中性点直接相连但不接地的3PT开口三角绕组所输出的纵向3U0实现。
保护动作于全停。
5 失步保护
保护采用三阻抗元件，通过阻抗的轨迹变化来检测滑极次数并确定振荡中心的位置。
在短路故障、系统振荡、电压回路断线等情况下，保护不误动作。
保护一般动作于信号；当振荡中心在发电机－变压器组内部，保护I段启动经t1(0.5s)发跳闸命令,
动作于解列灭磁；当振荡中心在发电机－变压器组外部，保护II段启动经t2(2s)发信号。
保护装设有电流闭锁装置，用以保证在断路器断开时电流不超过断路器额定失步开断电流。
6 低频累加保护
低频累加保护反应系统频率降低对汽轮机影响的累积效应，保护由灵敏的频率继电器和计数器组成，经出口断路器辅助接点闭锁（即发电机退出运行时低频累加保护也退出运行），累计系统频率低于频率定值47.5Hz的时间，当累计时间达到整定值3000秒时，经延时30秒动作于发信号。
装置在运行时可实时监视：定值，频率f及累计时间的显示。
发变组差动保护、变压器差动保护及高变差动保护是被保护元件内部相间短路故障的主保护，采用比率制动式原理。
区外故障时可靠地躲过各侧CT特性不一致所产生的不平衡电流，
区内故障保护灵敏地动作。
为避免在变压器励磁涌流作用下保护误动，保护采用二次谐波闭锁。
保护设有不经二次谐波闭锁差流速断功能，当差动电流达到整定值时瞬间切除故障。
保护具有CT断线闭锁功能（实际未用）。
CT断线判别与发电机差动保护相同。
7 励磁回路过负荷保护
励磁回路过负荷保护用作转子励磁回路过流或过负荷的保护，接成三相式，由定时限和反时限两部分组成。
定时限部分动作电流按正常运行最大额定电流下能可靠返回的条件整定，经时限t1(5s)动作于信号和降低励磁电流（降低励磁电流的功能未用）；反时限部分动作特性按发电机励磁绕组的过负荷能力确定，保护动作于解列灭磁，反时限上限为10秒。
8 发电机转子一点接地保护
发电机转子一点接地保护用于反应发电机转子回路一点接地故障，保护采用乒乓式切换原理，轮流采样转子回路正、负极对地电压，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻和接地位置。
保护经延时2秒动作于信号。
9 发电机对称过负荷保护
保护装置由定时限和反时限两部分组成，定时限部分经时限5秒动作于信号。
反时限动作特性按发电机承受过负荷电流的能力确定，动作于解列。
保护装置能反应发电机定子的热积累过程。
10 发电机负序过负荷保护
保护装置由定时限和反时限两部分组成，定时限动作电流按躲过发电机长期允许的负序电流值和躲过最大负荷下负序电流滤过器不平衡的电流值整定，经时限3秒动作于信号。
反时限动作特性按发电机承受负序电流的能力确定，动作于解列灭磁。
保护装置能反应发电机转子的热积累过程。
11 发电机过电压保护
在发电机并网前，如机端电压达到1.3倍额定值时，发电机过电压经延时0.5秒动作于解列灭磁。
当发电机并网后，自动退出此保护。
发电机－变压器组是否并网通过主变220KV侧开关辅助接点状态进行判别。