发电机保护原理学习

发电机保护原理学习

一、发电机保护的配置原则

发电机是电力系统的核心，要保证发电机的安全、可靠运行，就必须针对其各种故障和异常工作情况，按照发电机容量及重要程度，装设完备的继电保护装置。主要包括：

(1)反映相间短路的纵联差动保护;

(2)反映定子绕组匝间短路的匝间短路保护;

(3)反映定子单相接地短路的定子接地保护;

(4)反映发电机外部相间短路的后备保护及过负荷保护;

(5)反映励磁回路接地的励磁回路一点和两点接地保护;

(6)反映低励磁或失磁的失磁保护;

(7)反映电子绕组过电压的过电压保护;

(8)反映发电机失步的失步保护;

(9)反映逆功率的逆功率保护;

(10)反映低频率的低频保护;

(11)反映定子铁芯过励磁的过励磁保护保护。

发电机保护配置的容量原则

(1)1MW 以上的发电机，应装纵联差动保护

(2)对发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单100MW 及以下发电机，独的纵联差动保护; 当发电机与变压器之间没有断路器时，可装设发电机变压器组共用纵联差动保护，100MW 及以上发电机，除发电机变压器组共用纵联差动保护外，发电机还应装设单独的纵联差动保护，200～300MW 对的发电机变压器组可在变压器上增设单独的纵联差动保护，即采用双重快速保护。

(3)对300MW 及以上汽轮发电机变压器组，应装设双重快速保护，即装设发电机纵联差动保护、变压器纵联差动保护和发电机变压器组共用纵联差动保护; 当发电机与变压器之间有断路器时，应装设双重发电机纵联差动保护。

(4)与母线直接连接的发电机，当单相接地故障电流大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。

(5)对于采用发电机变压器组单元接线的发电机，容量在对100MW 以下的，应装设保护区小于90%的定子接地保护; 容量在100MW 以上的，应装设保护区为100%的定子接地保护。

(6)1MW 以上的水轮发电机，应装设一点接地保护装置。

(7)100MW 以下的汽轮发电机，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。

(8)转子内冷汽轮发电机和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，每台发电机装设一套;并可装设两点接地保护装置，每台发电机装设一套，对旋转整流励磁的发电机，应装设一点接地故障定期检测装置。

(9)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

(10)100MW 以下但失磁对电力系统有重大影响的发电机及100MW 及以上的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。

二、我厂发电机保护配置方案

三、我厂发电机保护部分保护原理

1发电机纵差保护（主要讲述）

发电机纵差动保护原理：发电机纵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。

保护构成原理：发电机纵差保护，按比较发电机中性点TA 与机端TA 二次同名相电流的大小及相位构成。以一相差动为例，并设两侧电流的正方向指向发电机内部。图2为发电机完全纵差保护的交流接入回路示意图；图3 为发电机定子绕组每相二分支的不完全纵差保护的交流接入回路示意图。

2.发电机横差保护

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。构成原理：发电机单元件横差保护的输入电流，为发电机两个中性点连线上的TA 二次电流。

3.发电机低压记忆过流保护

低压记忆过流保护主要作为发电机相间短路的后备保护。当发电机为自并励方式时，过流元件应有电流记忆功能。

发电机低压过流保护的输入量为机端TV 二次相间电压（U AB、U BC、U CA）及发电机TA 二次三相电流（I A、I B、I C）。

4.发电机过电压保护

保护反映发电机定子电压。其输入电压为机端TV二次相间电压，动作后经延时切除发电机。

5.发电机过负荷保护

发电机过负荷保护保护反映发电机定子电流的大小。当发电机定子电流超过额定电流值（过负荷）或很大时（系统故障引起过电流），经延时动作于信号（过负荷）。

6.发电机失磁保护（阻抗原理）

正常运行时，若用阻抗复平面表示机端测量阻抗，则阻抗的轨迹在第一象限（滞相运行）或第四象限（进相运行）内。发电机失磁后，机端测量阻抗的轨迹将沿着等有功阻抗园进入异步边界园内。构成原理：阻抗型失磁保护，通常由阻抗判据（Zg＜）、转子低电压判据（Vfd ＜）、机端低电压判据（Ug＜）、系统低电压判据（Un＜）及过功率判据（P＞）构成。

保护输入量有：机端三相电压、发电机三相电流、主变高压侧三相电压（或某一相间电压）、转子直流电压。

7. 发电机注入式转子一点接地保护

转子一点接地保护的注入直流电源系装置自产。因此，在发电机运行及不运行时，均可监视发电机励磁回路的对地绝缘。该保护动作灵敏、无死区。

该保护的输入端与转子负极及大轴连接。