第五章水轮发电机的保护

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浅谈水轮发电机轴电流的产生和对轴承的保护

浅谈水轮发电机轴电流的产生和对轴承的保护发布时间：2021-12-07T03:12:42.901Z 来源：《当代电力文化》2021年25期作者：王勋勇[导读] 水轮发电机组在运行时难免地造成轴压，并造成径向电流量王勋勇贵州蒙江流域开发有限公司贵州 561108摘要：水轮发电机组在运行时难免地造成轴压，并造成径向电流量，如发电机组避免轴流式对策不合理，轴流式将穿透浮油，因为滚动轴承接地装置，导致润滑脂电蚀，油变质差，比较严重的时候会烧蚀活塞销，产生安全事故，立即危害发电机组的安全性。

概述了水轮发电机组轴压，轴电流造成的缘故，轴流式检测基本原理及防范措施。

关键词：水力发电机；电磁场；轴压；电流量轴；滚动轴承绝缘层前言：带功率运作的水轮发电机组在电机转子的前后两边都是会造成磁感应轴工作电压，尽管轴压上的标值并不算太大，仅有几伏，可是因为主轴轴承电阻器不大，依据相关参考文献，当滚动轴承浮油被破坏时，在主轴轴承与曲轴中间会造成比较大的滚动轴承控制回路电流量，依据相关参考文献报导，滚动轴承电密做到或超出0.2A/cm2，机浮油炭化，使润滑脂润化实际效果降低，导致活塞销溫度上升，危害发电机组发电机组安全性运作，比较严重的时候会导致发电机组重要运作安全事故。

当今，针对轴流式难题仍欠缺合理的测算和剖析方式。

一般状况下，生产厂家依据自身的工作经验设定较大轴流式警报系统，一旦发觉轴流式出现异常扩大或轴流式出现异常，应该马上停止运行。

为了更好地减少轴流式，避免滚动轴承烧蚀，一般制造业企业在设计方案时都是会采用一些防范措施，如安裝绝缘层，安裝轴流式检验设备，可避免滚动轴承烧蚀，确保发电机组安全性平稳运作。

一、径向电流量的制造以及伤害在不一样负荷情况下，发电机组的励磁电通常随发电机组负荷的转变而更改。

轴流式造成的前提条件是主轴轴承两边存有轴压，轴工作电压的造成，一般觉得关键缘故如下所示。

电机定子铁芯一般是选用片状提排铁氧体磁芯，在片间存有接缝处，与此同时电机定子，电机转子中间难以避免地会出现一定的轴力，我国有关规范对这一轴力规定是不可以满足需要的，这一轴力规定是不可以满足需要的。

水轮发电机保护

水轮发电机保护随着能源需求的增长，水力发电作为一种清洁能源逐渐受到重视。

而水轮发电机作为水力发电的核心设备，它的正常运转对于发电厂的运行稳定性和发电效率至关重要。

然而，由于各种原因，水轮发电机在运行过程中也面临着各种潜在的风险。

因此，采取一系列有效的水轮发电机保护措施，确保其安全运行和延长使用寿命，具有重要意义。

一、振动保护水轮发电机在运行中可能会产生振动，过大的振动会导致设备的损坏以及可能造成人身伤害。

因此，实施振动保护措施非常重要。

一种常见的方法是安装振动传感器，通过监测水轮发电机的振动情况来判断是否存在异常，若超过设定的阈值，则自动进行报警或停机保护。

同时，也可以在设计阶段合理选择和安装轴承、保证设备的动平衡性能，减少振动产生的可能。

二、过热保护水轮发电机在长时间高负荷运行后，可能会因为电流过大而导致发热。

过热不仅会降低设备的效率，还可能造成设备损坏，甚至引发火灾等安全事故。

因此，必须采取措施进行过热保护。

在水轮发电机内部设置温度传感器，实时监测设备的温度变化。

一旦温度超过设定的安全范围，系统会自动切断电源或者减少负荷，以保护设备的安全运行。

三、漏水保护水轮发电机在运行时，接触水的部分容易受到有害物质的腐蚀，产生泄漏。

漏水不仅导致能源的浪费，还会损坏发电机内部元件，因此必须采取措施进行漏水保护。

一种常见的方法是安装漏水传感器，在水轮发电机周围布置多个传感器，及时感知到漏水的位置和程度，并通过报警系统或者自动关闭水源的方式进行保护。

四、过电流保护水轮发电机在运行过程中可能会面临电流过大的情况，这可能是由于设备故障或其他原因导致。

过电流会对设备的电气元件造成损坏，甚至可能引发火灾等严重后果。

因此，必须采取过电流保护措施。

常见的做法是安装电流传感器，监测设备的电流变化。

当电流超过额定值时，自动切断电源或者进行负载调整，以防止发电机受到过大的电流损害。

五、外部故障保护水轮发电机在运行过程中，可能会因为外部原因导致故障，如灌水堵塞、水位突然下降等。

盛国林_第五章水轮发电机的基本结构

推力瓦
推力瓦是推力轴承中的关键部件，推力瓦是推力轴承中的关键部件，它是整个机组转动部分和固定部分的摩擦面，动部分和固定部分的摩擦面，并且承受整个机组转动部分的重量和轴向水推力。动部分的重量和轴向水推力。推力瓦一般做成扇形块，推力瓦一般做成扇形块，中小型水轮发电机推力轴承的推力瓦数多为6块承的推力瓦数多为块～8块。块常用的推力瓦有巴式合金推力瓦和弹性金属氟塑料瓦两种。瓦两种。
水轮发电机组安装与检修
第章水轮发电机的基本结构本章内容
定子结构转子结构机架推力轴承
水轮发电机的主要作用是将水轮机旋转的机械能最终转换成电能，其结构与性能的好坏对电站的安全、稳定、高效运行起着致关重要的作用。水轮发电机主要由定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等部件组成。
巴氏合金推力瓦结构
弹性金属塑料瓦
与巴氏合金瓦相比，弹性金属塑料瓦推力轴承具有如下优点：
①弹性金属塑料瓦在大负荷条件下比相同情况的巴氏合金瓦油膜厚度大，运行可靠性高。合金瓦油膜厚度大，运行可靠性高。许用单位压力大，损耗相对小。 ②许用单位压力大，损耗相对小。 ③弹性金属塑料瓦推力轴承允许长期停机后在不顶转子情况下启动。子情况下启动。推力轴承可以在油槽内冷却器短时停水时正常运行。 ④推力轴承可以在油槽内冷却器短时停水时正常运行。安装时不需要刮瓦和研瓦，减小了检修安装工作量， ⑤安装时不需要刮瓦和研瓦，减小了检修安装工作量，可缩短检修安装工期。可缩短检修安装工期。
机架
机架是立轴水轮发电机安置推力轴承、导轴承、制动器及水轮机受油器的支撑部件，是水轮发电机较为重要的结构件。机架由中心体和支臂组成，一般采用钢板焊接结构，中心体为圆盘形式，支臂大多为工字梁形式。机架按其所处的位置分为上机架和下机架，按承载性质分为负荷机架和非负荷机架。

水轮发电机的工作原理

水轮发电机的工作原理水轮发电机是利用水能转化为机械能，再经过发电机器将机械能转化为电能的一种发电装置。

其工作原理主要包括水轮机的工作原理和发电机的工作原理。

水轮机的工作原理是利用水流的动能驱动水轮机转动。

水轮机由基础、轴承、导水管、转轮等组成。

当水流通过导水管进入转轮内部，由于导水管的合理设计，水流的动能会转化为转轮上的压力能和动能。

转轮上的叶片可以将水流的动能转化为转轮的转动能量。

通过转子轴将转动能量传递至发电机上，进而将其转化为电能。

发电机的工作原理是利用转动的机械能转化为电能。

发电机是由固定的磁极和旋转的励磁线圈（转子）组成。

当转子转动时，励磁线圈会不断切割磁场，产生电磁感应效应。

根据法拉第电磁感应定律，励磁线圈内就会产生感应电动势，并通过导线输出。

同时，为了增强发电效果，发电机通常采用了电磁励磁。

电磁励磁使用励磁线圈产生一个恒定的磁场，从而保持发电机输出的电压稳定。

通过控制转动速度和磁场强度，可以调节发电机输出的电压和电流。

在水轮发电机中，水轮机和发电机相互配合工作，即水流驱动水轮机转动，水轮机将机械能传递给发电机，发电机利用机械能转化为电能。

水轮机通过合理的叶轮设计和水流控制，可以最大程度地转化水流的动能为机械能，提高水轮机的效率。

而发电机通过合理的电磁感应原理和电磁励磁控制，可以将机械能高效地转化为电能。

在实际应用中，水轮发电机广泛用于水能资源丰富的地区，如山区、湖泊等地。

通过调整导水管的角度和水量，可以控制水轮机的转速，从而调节发电机输出的电能量。

水轮发电机具有的优点是水能源免费、稳定可靠、环保等，同时还可以储存电能和供电调峰，具有较高的经济和社会效益。

然而，水轮发电机也存在一些局限性。

首先，水轮发电机需要有丰富的水源才能保证长期稳定的发电。

其次，水轮发电机的建设和维护成本较高，需要投入较大的资金和人力物力。

此外，水轮发电机的效率也受到一定的限制，受到水流速度、水位等因素的影响。

总之，水轮发电机借助水轮机和发电机的相互配合，将水流的动能转化为电能，是一种利用水能发电的重要装置。

水轮发电机保护

两段定时限复合电压闭锁过电流保护（可带记忆）；
发电机失磁阻抗保护；发电机定/反时限过负荷保护；
2
NSA3192A 发电机后备保护装置
发电机定/反时限负序过负荷保护；发电机过电压保护；发电机低压解列保护；发电机高频切机保护；发
电机低频解列保护零序功率方向)；两组非电量延
13
NSA3643 110kV 光纤纵差线路保护
本装置为由微机实现的数字式输电线路光纤纵差快速保护装置，可用作 110kV 输电线路的主保护及后备保护。
14
NSA3152A 备自投装置
用于进线开关或内桥开关的自投装置,并具备对分段开关的保护功能。
时保护；TV 断线及 TA 断线保护。
3 NSA3171G 主变差动保护主变压器差动保护装置。
4 NSA3181G 主变高后备保护主变压器高压侧后备保护装置。
5 NSA3182G 主变低后备保护主变压器中低压侧后备保护装置。
6
NSA3161 发电机非电量保护
变压器非电量保护装置。保护功能复合《南方电网 10kV～110kV 保护技术规范》对非电量保护的要求。
10
NSA3113G 线路保护
用于 35KV 或 66KV 电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中短线路保护测控装置。
11
NSA3115G 线路保护
用于 35KV 或 66KV 电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中线路距离保护测控装置。
12
NSA3641 110kV 线路保护
本装置为由微机实现的数字式输电线路距离速保护装置，可用作 110kV 输电线路的主保护及后备保护。
号
功能定义
发电机纵联电流差动保护；单元件灵敏电流横差（分

发电机机组安全技术操作规程范文(三篇)

发电机机组安全技术操作规程范文第一章总则第一条为了保证发电机机组的安全运行，防止事故的发生，本规程依据国家有关法律法规和安全生产标准，结合本企业的具体情况制定。

第二条本规程适用于本企业使用的各种类型的发电机机组的操作与维护管理，包括柴油发电机机组、汽轮发电机机组、水轮发电机机组等。

第三条本规程中的术语定义参照国家有关标准，并适用于本企业相关操作工作的要求。

第二章职责和权限第四条发电机机组安全技术操作规程的主要职责是制定和发布发电机机组的操作和维护管理规程，并对操作人员进行培训和考核，保证操作人员具备安全操作和维护机组的能力。

第五条发电机机组技术安全管理人员负责全面负责和组织实施发电机机组的安全技术管理工作，对机组的日常运行、维护和保养进行监督和检查。

第六条发电机机组操作人员是指具备相关技能和证书的员工，负责机组的日常操作和维护管理工作，并按照规程进行操作。

第七条发电机机组操作人员应该按照规程执行工作，遵守劳动纪律和安全操作规程，对机组进行日常巡视和定期检修，及时发现隐患并报告。

第八条管理人员应对机组操作人员进行安全教育和培训，提高其安全操作和应急处理的能力，同时建立健全机组操作人员的档案管理制度。

第三章机组操作规程第九条发电机机组操作人员应按照以下规程进行操作：1. 在操作机组之前，要进行必要的安全检查，确保机组的各种设备正常运行。

2. 操作人员必须接受过相关的培训，并持有相应的证书，方可操作机组。

3. 操作人员必须穿戴好相应的劳动防护用品，严禁穿插服装、戴首饰等不安全的行为。

4. 在机组开机前，必须对机组的各项设备进行检查和测试，确保符合操作规程的要求。

5. 当发生异常情况时，操作人员应立即采取应急措施，及时报告，并协助相关人员进行处理。

第十条发电机机组操作人员在操作过程中应注意以下事项：1. 严禁在机组运行状态下擅自拆卸和更换设备，必须停机后才能进行维护和修理工作。

2. 在操作机组时，应提前了解机组的工作原理和操作规程，熟悉操作程序并按照规程进行操作。

第五章反击式水轮机的基本结构(二)

弯肘形尾水管的选择及计算
与直锥型尾水管的不同之处在于弯肘形尾水管的轴心线为曲线，整个尾水管由不同断面形状组织而成。选择弯肘形尾水管就是根据电站机组的具体条件选择各组合断面的几何参数。参数选择原则：
一方面要尾水管有较高的能量指标，增加尾水管的高度，即恢复系数要大，这会对电站带来长期的经济效益；
行，防止产生飞逸。
水轮发电机组在工作中水头或负荷（出力）变化时，转速是固定不变的，就必须调节通过的流量。理想的调节机构是在运行工况变化时，仅仅只改变流量而水头损失很小。
水轮机流量调节方程
Q
r2

gH
1
2b0
ctga0

r2 A2
ct g 2
流量调节可通过改变：
导叶高度 b0
转轮叶片角度 β2
电力系统的负荷处于非规律性变化，根据水轮发电机组出力变化灵活的特点，要求其出力可进行动态调节。
对磁极对数确定的水轮发电机，输出电能的频率取决于机组的转速，因此要保持机组供电频率不变，则必须维持机组转速不变，一般要求不得超过 ±0.1%-±0.4%。
水轮机调节的基本任务：根据负荷的变化不断调节水轮发电机组的出力，并维持机组转速在规定范围内；还有机组起动、并网和停机等任务。
机组转速下降。应增大水轮机流量，从而增大Mt，以
达到Mt=Mg的新平衡状态。
水轮机调节系统过渡过程：系统以频率（即机组转速）为被调节参数，根据实测频率与给定值间的偏差调节导水机构的开度，从而改变机组的出力和转速（频率)，但要使改变后的频率符合给定值，需要一个调节过程。
在过渡过程中频率、开度等参数随时间的变化情况，及在经过一段时间以后是否能达到新的平衡状态（稳定工况），与调节系统的特性有关，这种特性称调节系统的动特性。

水轮发电机轴电流的产生和对轴承的保护

51中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.03 （上）水轮发电机在带负荷运行时，会在转子上下两端产生感应轴电压，尽管轴电压数值上不会太大，仅有几伏，但因为主轴电阻很小，一旦轴承油膜遭到破坏，在主轴和轴瓦之间就会产生比较大的轴承回路电流，据有关文献介绍，轴承电密达到或超过0.2A/cm 2时，润滑油膜就会发生碳化，使润滑油润滑效果降低，导致轴瓦温度升高，影响到发电机机组的安全运行，严重的会引起发电机重大运行事故。

目前，对轴电流还缺乏有效的计算分析手段，如乌江三岔河的引子渡电站2#机发现轴电流偏大，发电厂邀请了专家进行分析，但未能分析出轴电流偏大的原因。

一般来说，厂家会根据自身的经验设定最大轴电流报警，一旦发现轴电流偏大或异常变大时，必须停机进行故障排除。

为减少轴电流，防止轴承烧损，一般制造厂家都会在设计上采取一定的防范措施，如设置绝缘、装设轴电流检测装置，可以防止轴承烧损，确保机组的安全稳定运行。

1 轴电流的产生及其危害发电机的轴电流，通常随着发电机负荷变化、励磁电流变化而变化。

产生轴电流的前提条件是主轴两端存在轴电压，轴电压的产生，一般认为有以下主要原因。

（1）定子铁心通常采用较薄的硅钢片叠压而成，片间存在接缝，同时定子、转子之间不可避免的存在一定的偏心，国家有关标准对这个偏心值有硬性要求，定转子各处的实际气隙偏差不得超过定转子气隙的8%。

定转子之间存在偏心，使气隙磁场不均匀，因气隙磁场是旋转的，而主轴中心与旋转磁场中心又不会完全一致，就会在发电机主轴上产生交变磁通，产生交流感应电势，该感应电势就是轴电压。

（2）轴承绝缘的损坏是产生过大轴电流的重要原因，在发电机适当位置设置轴电流绝缘是水轮发电机的基本要求。

绝缘设置位置不当，机组长期运行后，设置在油槽内的绝缘受到润滑油的长期侵蚀而被乳化，降低了绝缘性能，从而不能有效阻断轴电流通过轴承形成回路。

轴电流主要危害：当轴电压形成后，就会在主轴、轴瓦、机架、基础之间形成闭合回路，产生轴承电流。

水轮发电机发生差动保护的原因、危害和防范

水轮发电机发生差动保护的原因、危害和防范随着我国水电事业的快速发展，对水轮发电机的使用也提出更高的要求。

然而现行大多水轮发电机投入使用后出现的差动保护也成为阻碍水电发展水平进一步提高的重要因素，一旦发生差动保护，相关故障电流便发生改变，导致设备严重受损，影响水轮发电机的可靠运行。

文章主要以我国某地区水电站水轮发电机差动保护为例，对其产生的原因、危害与相关防范策略进行探析。

标签：水轮发电机；差动保护；原因；防范前言作为水电系统中的重要组成部分，水轮发电机能否可靠运行关乎电力系统整体供电性能。

尽管近年来我国水电系统建设过程中水轮发电机的应用逐渐体现出较高的灵敏性、可靠性以及速动性等特征，但运行中仍存在差动保护问题，容易导致故障问题的发生。

因此，如何做好产生差动保护的原因分析并采取相应的防范措施成为现行水电事业发展中需考虑的重要内容。

1 某区域水电站水轮发电机差动保护概述该区域水电站存在的差动保护主要体现在两台发电机之间以及主变差动保护动作方面，发生时间主要为两台发电机并网运行过程中，差动保护动作下两台发电机直接解列，主变开关发生跳闸，导致整个电厂无法持续供电，需要借助外来厂用电以保证继续供电。

从整个电站实际状况看，发电机组主要以混流式为主，且两台容量分别为40MW，接入系统的一级电压主要为220kV，而出口电压在10.5kV。

在发电机2闭合出口开关中便出现机组整体异常运行，电流由此发生二次震荡现象，此时系统中主变、两台发电机解列。

事实上，产生这种情况的原因并非完全归因于并网问题，更多体现在合闸过程中因相位偏差、频率以及装置电压等难以满足实际运行要求，冲击电流随相位偏差的增大而增加，而频率偏差变化表现也极为明显，使冲击电流长时间存在，系统运行受到严重影响[1]。

2 差动保护的原因与危害分析2.1 从发电机1差动保护原因与危害角度根据保护装置给定的相关数据，可判断对于发电机1，动作区内不存在B相与C相，而A相在动作区内的时间为90ms，其超出30ms延时，会导致保护装置执行跳闸动作。

关于水轮发电机定子过压保护定值

水电机组可控制硅励磁的，定值设为“1.3Ue，0.3s”是安全可靠的。
动作时限取 0.3s，动作于解列灭磁。
(83)
“导则”是国内业内顶尖专家合力智慧的结晶，其指导性和权威性无需赘述。但是， “导则” 来源于生产服务于生产，随着电力系统的发展， “导则”本身也在不断发展完善。有部分定值，如果现场设备特殊，或者有特殊考虑，有些定值也是可以做适当调整的。但我们还是要考虑有没有必要调整，能不能调整。下面我们来研究两个问题： 1、水电机组“导则”里 1.3Ue 有没有必要降低？回答是：没有必要。我们知道，大型发电机交流耐压试验一般按如下原则进行： “1.5Ue，1min”，或者“2Ue+1000 的 80%，1min”。就这个电压水平应该还远远在发电机能承受过电压的安全范围之内。由此也可见， “1.3Ue，0.3s”的定值是足够安全的。也浙江海盟电设备有限公司技术交流文挡
关于水轮发电机定子过压保护定值
说明：前段时间群里有不少水电朋友提到定子过电压保护，有一种观点是，出于保护大型水电机组定子绝缘考虑，想把过电压定值适当降低到 1.25Ue，0.3s 延时。针对此，我想谈一下我个人看法，以抛砖引玉。现在水电机组容量越做越大，溪洛渡单机 77 万，向家坝单机达 80 万。面对这些造价昂贵的大型机组，继电保护更是责任重大。适当降低过电压保护定值，提高保护灵敏度，对保障设备安全，防止重大设备损害事故的发生有一定意义。但是，保护定值不仅要考虑设备安全，同时也要考虑运行可靠。对大型机组来说，安全性和可靠性同样重要。据“大型发电机变压器整定计算导则”有关章节描述（摘录如下）： 4.8.4
浙江海盟电力设备有限公司
就是说，这一定值没有必要降低。
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发电机定子过电压保护

发电机定子过电压保护
发电机过电压保护是一套防止输出端电压升高而使发电机绝缘受到损害的继电保护。

当运行的发电机突然甩负荷或者带时限切除发电机较近的外部故障时，由于转子旋转速度的增加以及强行励磁装置动作等原因，发电机端电压将升高。

1、水轮发电机：
对于水轮发电机，由于调速系统惯性较大，使制动过程缓慢，因此在突然失去负荷时，转速将超过额定值，这时发电机输出端电压有可能高达额定值的1.8～2倍，为了防止发电机的绝缘受到损坏，在水轮发电机上一般应装设过电压保护。

2、汽轮发电机：
中小型汽轮发电机不装设过电压保护的原因是：对于汽轮发电机，由于它装有快速动作的调速器，当转速超过额定值的10%以后，汽轮发电机的危急保安器会立即动作，关闭主汽门，能够有效的防止由于机组转速升高而引起的过电压。

因此，对于汽轮发电机一般不考虑装设过电压保护。

但是对于大型汽轮发电机则不然，即使调速系统和自动调整励磁装置都正常运行，当满负荷运行时突然甩去全部负荷，电枢反应突然消失，此时，由于其功频调节器调节过程比较迟缓，励磁系统反应的速度也比较缓慢，调速系统和自动高速励磁装置都是由惯性环节组成，转速仍将升高，励磁电流不能突变，使得发电机电压在短时间内也要上升，其值可能达1.3额定值，持续时间可能达几秒钟。

因此，在大型汽轮发电机中也有必要配置过电压保护。

水轮发电机的工作原理

水轮发电机的工作原理
水轮发电机是一种利用水能转换为机械能，再转换为电能的装置。

它是一种重
要的水力发电设备，广泛应用于各种水电站中。

水轮发电机的工作原理是通过水流的作用，驱动水轮转动，再由水轮带动发电机转子旋转，最终产生电能。

下面我们将详细介绍水轮发电机的工作原理。

首先，水轮发电机的工作原理涉及水能转换为机械能。

当水流通过水轮叶片时，水流的动能被转化为水轮的动能。

水轮叶片的设计和排列方式能够有效地利用水流的动能，使得水轮叶片能够旋转起来。

水轮的旋转速度和叶片的设计都对水轮发电机的性能有着重要的影响。

其次，水轮发电机的工作原理还包括机械能转换为电能。

水轮的旋转通过连接
轴传递到发电机的转子上，转子在磁场的作用下产生感应电动势，从而产生电流。

这一过程是通过发电机的转子和定子之间的电磁感应原理实现的。

通过合理设计水轮和发电机的匹配，可以实现高效率的能量转换。

最后，水轮发电机的工作原理还包括电能的输出和输送。

发电机产生的电能通
过变压器升压，最终输送到电网中，为人们的生活和工业生产提供电力。

在这一过程中，需要考虑电能的稳定性和输送的效率，以确保电能能够安全、稳定地输送到用户手中。

总的来说，水轮发电机的工作原理是将水能转换为机械能，再将机械能转换为
电能的过程。

这一过程涉及水轮叶片的设计、水轮和发电机的匹配、以及电能的输出和输送。

通过合理设计和优化，可以实现高效的水能利用，为社会的可持续发展提供清洁能源。

水轮发电机的保护

防止过载的措施
01
02
03
安装过载保护装置
过载保护装置可以在水轮发电机过载时自动切断电源，保护设备不受损坏。
合理调度负载
通过合理调度负载，确保水轮发电机在额定负载范围内运行，避免过载情况的发生。
定期检查和维护
对水轮发电机进行定期检查和维护，确保其处于良好的工作状态，预防过载情况的发生。
提高水轮发电机效率和可靠性的途径
优化选型与配置
根据实际需求和工况，合理选择水轮发电机的型号和配置，确保其适应性和可靠性。
定期维护与检查
建立完善的维护和检查制度，定期对水轮发电机进行全面检查，及时发现并处理潜在问题。
材料与工艺升级
采用耐腐蚀、高强度的新型材料，改进制造工艺，提高水轮发电机的机械性能和寿命。
水轮发电机的保护
目录
• 水轮发电机概述 • 水轮发电机的保护系统 • 水轮发电机的保护措施 • 水轮发电机的维护与保养 • 水轮发电机的发展趋势与展望
01
水轮发电机概述
水轮发电机的定义与工作原理
定义
水轮发电机是一种利用水能转化为电能的机械设备，通过水流的冲击力驱动涡轮机转动，进而驱动发电机产生电能。
防止水锤的措施
01 安装水锤消除器
水锤消除器可以有效地吸收和释放水锤产生的压力，减少对水轮发电机的冲击。
02 控制阀门开关速度
通过控制阀门开关的速度，可以降低水流速度的突然变化，从而减少水锤的产生。
03 定期检查和维修
对水轮发电机组进行定期检查和维修，确保其处于良好的工作状态，可以预防水锤的发生。
常见故障的预防与处理
轴承过热
定期检查轴承的润滑和散热情况，及时清理轴承座内的杂质和油泥，更换

第五章水轮发电机的保护

第五章水轮发电机的继电保护
5、定子过负荷保护由于发电机对称过负荷引起的定子绕组过流，应装设反应一相电流的过负荷保护，延时动作于信号。 6、定子过电压保护反应发电机突然甩负荷引起的定子绕组过电压现象，延时动作于跳开关、停机、灭磁。 7、转子绕组一点接地保护水轮发电机组一般装设一点接地保护并，延时动作于信号。 8、转子回路过负荷：保护延时动作于信号，有时要求解列灭磁。
（2）动作方程（三峡机组）
第五章水轮发电机的继电保护
5-2水轮发电机纵联差动保护 5、工频变化量比率制动式差动保护发电机内部轻微故障时，上述稳态差动保护由于负荷电流的影响，不能灵敏反应。为此可配置发电机工频变化量比率差动保护，并设有控制字方便投退。工频变化量概念如下：
第五章水轮发电机的继电保护
.* 中性点 . IN
.
I 一相绕组
.*
.
IT
*
*
装置交流模件发电机完全纵差保护的交流接入回路示意图
第五章水轮发电机的继电保护
5-2水轮发电机纵联差动保护
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，还能反应定子线
棒开焊及分支匝间短路。其基本原理是利用定子各分支绕组
第五章水轮发电机的继电保护
三、水力发电机的保护配置（一）一般原则电压在3kV及以上、容量在6MW以上550MW及以下的发电机应按本节中的规定，对下列故障及异常运行方式，装设相应的保护装置： 1、定子绕组相间短路： 2、定子绕组匝间短路； 3、定子绕组接地； 4、发电机外部相间短路； 5、定子绕组过电压； 6、定子绕组过负荷； 7、转子表层（负序）过负荷； 8、励磁绕组过负荷；

水轮发电机组过速保护装置分析

水轮发电机组过速保护装置分析1. 引言1.1 背景介绍水轮发电机组过速保护装置是保障水轮机正常运行的重要设备之一。

随着水力发电技术的不断发展，水轮发电机组的运行速度和功率也在不断提高，因此对过速保护装置的要求也越来越高。

过速保护装置能够及时检测水轮机的运行状态，一旦发现水轮机的转速超过设定值，就能够自动切断电源，保护水轮机不受损坏。

水轮发电机组是利用水流的动能转化为机械能，然后再通过发电机转化为电能的装置。

在水轮发电机组的运行过程中，由于水流的变化和外部环境的影响，水轮机的转速可能会出现超速的情况。

如果水轮机长时间在过速状态下运行，会对水轮机的机械部件造成损坏，甚至导致事故发生。

安装过速保护装置可以有效避免这种情况的发生，保障水轮机组的安全运行。

本文将对水轮发电机组过速保护装置进行深入分析，探讨其原理、工作流程、类型、参数设置以及故障解决方法，以便更好地了解和运用这一关键设备。

通过研究水轮发电机组过速保护装置，不仅可以提升水轮机组的安全性和可靠性，也有助于推动水力发电技术的发展。

1.2 研究意义过速保护装置作为水轮发电机组中重要的安全保护装置，具有重要的研究意义。

水轮发电机组在运行过程中可能会受到各种外部因素的影响，导致发电机组转速超过设计值，严重时可能会对设备造成损坏甚至危害人员安全。

研究过速保护装置的原理和工作流程，对于确保水轮发电机组稳定、安全地运行具有重要意义。

通过深入研究过速保护装置的类型和参数设置，可以优化发电机组的保护性能，提高其运行效率和可靠性。

合理设置过速保护装置的参数可以提高对于过速事件的检测和响应速度，及时采取措施保护发电机组，有效降低事故发生的可能性，保障设备和人员安全。

研究过速保护装置故障解决方法，可以帮助工程师更好地掌握设备的故障处理技巧，提高设备的维护保养效率，延长设备的使用寿命，节约维护成本。

深入研究过速保护装置对于优化水轮发电机组的运行管理，提高设备的安全性和经济性具有重要的研究意义。

水轮发电机及保护

激磁损耗：直流励磁电流通过转子绕组和电刷时产生的电阻损耗。
机械损耗：发电机转动部分与冷却气体之间的摩擦损耗以及轴承的摩擦损耗。
问题3：我厂发电机的冷却方式有哪些？冷却介质是什么？
6、有功：在交流电能的发、输、供过程中，用于转换为非电、非磁形式（如光、热和机械能等）的那部分能量叫有功，转换的平均功率叫有功功率。
励磁系统的主要作用
根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；
控制并列运行各发电机间无功功分配；
提高发电机并列运行的静态稳定性；
提高发电机并列运行的暂态稳定性；
在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；
根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
励磁方式
7、无功：在交流电能的发、输、供过程中，用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功，交换的最大功率叫无功功率。无功是相对有功来定义的。
8、力率：发电机的功率因数COSΦ,也叫力率。即有功功率与视在功率的比值， COSΦ=P/S。我们把同步发电机既发有功也发无功的工况称为力率迟相，此时有功、无功指示均为正；我们把发有功吸收无功的工况称为力率进相，此时有功指示为正，无功指示为负。
悬吊式
伞式
推力轴承的组成及作用推力轴承是应用液体润滑承载原理的机械结构部件，主要由轴承座及支撑、轴瓦、镜板、推力头、油槽、冷却装置等部件构成推力轴承的主要作用是承受机组转动部分全部重量及轴向水推力
推力轴承支撑结构方式主要有弹性垫支撑式、刚性抗重螺栓支撑式、弹性油箱支撑式和平衡块支撑式。
电动机
分类调相机
按结构形式电枢旋转式
磁场旋转式（隐级式和凸级式)
按安装方式按原动机方

浅谈水轮发电机组保护的配置与特点

浅谈水轮发电机组保护的配置与特点摘要：随着水轮发电机组应用要求的不断提高，研究其保护的配置与特点凸显出重要意义。

本文首先介绍了水轮发电机组保护的基本任务，分析了水轮机保护的配置与特点，并结合相关实践经验，就保护发电机的配置展开了研究与探讨，阐述了个人对此的几点看法与认识。

希望本文的研究，对水轮发电机组保护的相关实践能够起到借鉴与参考作用。

关键词：水轮发电机组；保护；配置；特点一、前言作为水轮发电站实践过程中的重要方面之一，发电机组保护占据着极为关键的地位。

该项课题的研究，将会更好地提升对水轮发电机组保护的掌控力度，从而通过科学合理的措施与方法，保障其整体效果的取得。

二、水轮发电机组保护的基本任务为了确保发生故障时水轮发电机组和电力系统遭受破坏最小，水轮发电机组配置的保护必须完成如下基本任务。

1)真实而准确地反应水轮发电机组的不正常运行状态，并根据运行维护情况而动作于发信号、减负荷、跳闸或停机。

2)自动、准确、迅速、可靠地切除水轮发电机组的故障，使其免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。

3)大型水轮发电机转子接地保护宜采取单装置就地安装在励磁系统屏柜内，失磁保护所需的转子电压宜经变送器传变后再接入发电机保护装置。

4)发电机发生定子接地故障时，注入式定子接地保护动作停机后不能快速返回，在动作于启动失灵时可靠性有所下降。

5)水轮发电机复压记忆过流保护不宜整定为动作于跳母联断路器。

三、水轮机保护的配置与特点1.在水轮机前面装设蝴蝶阀、球阀或快速闸门当机组转速达额定转速的140%时，立刻关闭蝴蝶阀、球阀或快速闸门，截断水流，使机组迅速停机，以缩短水轮机在过速或飞逸转速下运行的时间，起到对水轮机的保护作用。

2.水轮机调速器中装设事故配压阀机组正常运行时，事故配压阀仅作为压力油的通道，使调速器主配压阀与接力器的管道接通；当机组甩负荷又遇调速系统故障时，事故配压阀动作，切断主配压阀与接力器的联系，而直接把压力油从油压装置接入接力器，使接力器迅速关闭，实现机组紧急停机，防止机组在过速或飞逸转速下运行时间过长，起到对水轮机的保护作用。

水轮发电机保护

水轮发电机保护
纵联差动保护是比较被保护设备各引出端电气量大小和相位的一种保护，是发电机（容量在500KW以上）相间短路的主保护。

一、发电机定子绕组单相接地保护
1．基波零序电压型定子绕组单相接地保护
2．三次谐波电压型定子绕组单相接地保护
3．外加电源方式的定子绕组单相接地保护
二、发电机转子回路一点接地保护
1．叠加直流电压式转子一点接地保护
2．叠加交流电压式一点接地保护
三、发电机的过电流保护
过电流保护主要用作发电机外部故障及内部短路时的后备保护。

1．复合电压启动的过电流保护
2．负序电流保护
当电力系统或发电机发生不对称短路或非全相运行时，将在发电机的定
子绕组中流过对发电机有直接危害的负序电流。

保护作用：
1）可以进一步提高不对称短路时的灵敏度
2）为了保护由于定子电流不平衡而引起转子的过热
四、发电机过电压保护
当发电机突然甩负荷或距发电机不远处的外部短路被保护动作切除后，由于发电机转速的升高和定子绕组电枢反应的消失（或减小），都可能引起发电机定子绕组过电压。

五、发电机失磁保护
发电机失磁保护是指发电机励磁异常下降或全部消失的一种故障状态。

发电机失磁的原因有励磁回路断开、短路或励磁机励磁电源消失、采用半导体励磁系统时半导体元件、回路的故障或转子绕组故障等。

失磁保护的方式：
1）利用自动灭磁开关辅助接点，连锁跳开发电机的断路器。

2）利用发电机定子回路的参数变化来构成的失磁保护。

第五章 水轮发电机的保护

浅谈水轮发电机轴电流的产生和对轴承的保护

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盛国林_第五章水轮发电机的基本结构

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水轮发电机发生差动保护的原因、危害和防范

关于水轮发电机定子过压保护定值

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