发电机常用保护
发电机各种保护方法
（一）发电机保护配置原则：大型机组造价昂贵，在系统中作用重要，一旦发生故障，不仅危及机组，而且严重影响系统安全运行，酿成巨大经济损失和恶劣社会影响，因此在考虑其继电保护的总体配置时，应辨证权衡，力求合理，完善和可靠，着眼点既要将机组损害降至最低，又要避免不必要的突然停机，以确保系统安全运行。
发电机保护总结分类介绍：反应各种类型的短路故障，这些故障可造成机组的直接损坏，有主保护和异常运行保护之分：（I）短路保护：包括：发电机差动保护；定子匝间短路；定子接地保护；转子接地保护；后备保护：阻抗保护：用作发电机及变压器内部相间短路的后备保护负序电流保护：能反映机组三相不对称运行时出现的负序分量，主要作为发变组二相短路时的后备保护（2）异常运行保护：反应各种可能给机组造成危害的异常工况，这些工况不会很快造成机组的直接破坏，装设专用保护；a.定子过负荷保护；b.转子表层负序过负荷保护；c.失磁保护；d.失步保护；e.过励磁保护；f.过电压保护；g∙低频保护；h.逆功率保护；I意外加电压保护J发电机断水保护（3）大机组造价昂贵，结构复杂，故障造成的损失巨大。
大机组在系统中很重要，突然切除，给系统造成交大的扰动。
考虑保护总体配置时，要求：a.内部故障缩小保护死区，最大限度缩小故障破坏范围；b.尽可能避免不必要的突然停机，对某些异常工况采用自动处理；当发生短路保护时，当做发电机跳闸，立即停机处理。
当发生异常运行时，需针对异常参数，及时调整，否则做发电机跳闸，停机处理后重新启动机组（三）一般典型的有：1）发电机定子过负荷事故原因：1发电机某一相负荷过大发电机外部的不对称短路事故现象：1发电机三相电流不对称，某一相电流过大，可能超过额定值；2.转子温度升高；3.引起“发电机不对称过负荷”动作，保护信号灯亮；4.DCS报警窗口”发电机不对称过负荷”光字亮。
事故处理方法：1减少有功负荷，使负荷最大相电流不超过发电机的额定电流；2.监视转子温升情况。
发电机的保护
危害：故障点的电弧烧坏铁芯，匝间或相间短路造成发电 机严重损坏。
规程规定： 当接地电流大于5A时，装设作用于跳闸的单相接地保护。 接地电流小于5A时，装设作用于信号的接地保护。 大型发电机的铁芯结构复杂，检修困难，为此大型发电机 的接地电流应限制在一个较小数值：小于1.0—1.5A，因此， 一般将大型发电机的中性点经消弧线圈接地，使接地电流补 偿到1.5A以下，其接地保护作用于信号。
接地故障时的零序电流和零序电压的特点： 零序电压（故障点处）：
故障点离中性点越远，零序电压越高。 零序电流：
外部接地时，流过机端的零序电流为发电机零序电 容电流；
内部故障时，流过机端的零序电流为发电机电压网 络中所有其它元件的零序电容电流之和。
1、反应零序电流的发电机定子绕组单相接地保护：
原理图：
3、不正常运行状态： 由外部短路引起的定子绕组过电流 由于过负荷引起的三相对称过负荷 由外部不对称短路或不对称负荷引起的发电机负序过电流 或负序过负荷 由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压 由于励磁回路故障或强行励磁时间过长引起的转子绕组过 负荷 由于气轮机主汽门突然关闭引起的发电机逆功率运行 由于励磁系统故障或自动灭磁开关误跳闸引起的发电机励 磁电流急剧下降或消失
XJ
BCJ
SJ
LJ
ZJ
LP
由过流保护电流继电器
动作原理：a：外部故障时：来
常闭接点打开，切断SJ线圈回路，保证不跳闸； ZJ
常开接点闭合，短接LJ线圈使LJ不动。 b：内部故障时：
LJ动作，ZJ常开接点闭合，接通SJ线圈，经整定延 时发出信号、跳开发电机断路器和灭磁开关。
2、反应零序电压的发电机定子绕组单相接地保护： 对于发电机-变压器组，接地电容电流较小，一般装
发电机保护配置
发电机保护配置一、发电机保护配置1、法电机差动保护：保护能在区外故障时可靠地躲过两侧CT特性不一致所产的不平衡电流，区内故障保护灵敏动作。
保护采用三相式接线, 由两侧差动继电器构成，瞬时动作于全停。
2、发电机定子接地保护：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，基波跳闸，三次谐波发信号。
设PT断线闭锁。
区外故障时不误动。
3、发电机过电压保护：过电压保护动作电压取1.3倍额定电压，延时0.5秒动作于全停。
4、低频保护：低频保护反应系统频率的降低，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。
即发电机退出运行时低频保护自动退出运行。
保护动作于发信号或全停。
装置在运行时可实时监视定值，频率及累计时间的显示。
两套保护之间宜有连续跟踪和数据累计功能。
5、失步保护：保护由三阻抗元件或测量振荡中心电压及变化率等原理构成,在短路故障、系统稳定振荡、电压回路断线等情况下,保护不误动作。
能检测加速和减速失步。
保护通常动作于信号,当振荡中心在发电机变压器内部,失步动作时间超过整定值或电流振荡次数超过规定值时,保护动作于全停。
并装设电流闭锁装置,以保证断路器断开时的电流不超过断路器额定失步开断电流。
6、失磁保护：保护由发电机端测量阻抗判据、变压器高压侧低电压判据、定子过电流判据组成。
设PT断线闭锁。
闭锁元件动作，阻抗元件动作发出失磁信号经延时t1动作减出力。
闭锁元件动作，阻抗元件动作延时t2切换厂用电源。
闭锁元件动作，系统电压低于动作允许值时经延时t3动作于全停或程序跳闸。
7、发电机逆功率保护：保护动作分两段时限t1发信号，t2动作于全停，具备PT断线闭锁功能。
8、程序跳闸逆功率保护：保护为程序跳闸专用,用于确认主汽门完全关闭。
由逆功率继电器作为闭锁元件,其整定值为(1-3)%发电机额定功率。
保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于全停。
9、发电机过激磁保护：过激磁是以V/HZ的比值为动作原理，设有两段定值。
发电机应装设哪些类型的保护装置有何作用
1.发电机应装设哪些类型的保护装置?有何作用?
根据发电机容量大小、类型、重要程度及特点，装设下列发电机保护，以便及时反映发电机的各种故障及不正常工作状态。
(1)纵差动保护。
用于反映发电机线圈及其引出线的相间短路。
(2)横差动保护。
用于反映发电机定子绕组的同相的一个分支匝间或同相不同分
支间短路。
(3)过电流保护。
用于切除发电机外部短路引起的过流，并作为发电机内部故障
的后备保护，通常与复合电压（低电压、负序电压等）进行配合。
(4)单相接地保护。
反映定子绕组单相接地故障。
在不装设单相接地保护时，应
用绝缘监视装置发出接地故障信号。
(5)不对称过负荷保护。
反映不对称负荷引起的过电流，一般在5MW以上的发电
机应装设此保护，动作于信号。
(6)对称过负荷保护。
反映对称过负荷引起的过电流，一般应装设于一相过负荷
信号保护。
(7)过压保护。
反映大型汽轮发电机突然甩负荷时，引起的定子绕组的过电压。
(8)励磁回路的接地保护，分转子一点接地保护和转子两点接地保护。
反映励磁
回路绝缘状态。
(9)失磁保护。
是反应发电机由于励磁故障造成发电机失磁，根据失磁严重程度，
使发电机减负荷或切厂用电或跳发电机。
(10)发电机断水保护。
装设在水冷发电机组上，反应发电机冷却水中断故障。
以上十种保护是大型发电机必需的保护。
为了快速消除发电机故障，以上介绍的各类保护，除已标明作用于信号的外，其它保护均作用发电机断路器跳闸，并且同时作用于自动灭磁开关跳闸。
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。
发电机保护现象、处理
发电机保护1 对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。
(1)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: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分支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:为发电机定子绕组的单相接地保护。
(4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。
(5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。
(6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。
中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。
(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,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。
(8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。
(9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,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。
(10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。
(11)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断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。
发电机保护简介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。
发电机常用保护
1）和斜率2（SLOPE 2）之间光滑拟合的区域。
同步发电机保护
1
发电机常见故障及保护： 相间短路—纵差动保护
定子绕组故障： 匝间短路—匝间短路保护 单相接地—单相接地保护
转子绕组故障： 一点接地—一点接地保护 二点接地—二点接地保护
2
发电机的不正常运行及保护 转子失磁——失磁保护 过电流 ——过电流保护 过负荷——过负荷保护 过电压——过电压保护 逆功率 ——逆功率保护 失步——失步保护
7
比率制动差动元件
一般可以按照如下方式
选择：
差动电流
•
•
I d I TS I NS ;
制动电流
•
•
IR
I TS I NS 2
8
动作特性
9
各值的整定原则
• 比率差动启动值：按躲过正常运行情况下可能产生的差 电流整定，推荐设置范围是0.1 – 0.3pu（发电机额定电 流）
• 比率差动制动斜率1：按照保证发电机在最大负荷电流情 况下，差动元件不动作整定
5
G60保护功能
设备编号 功能
21P 后备阻抗保护
24
过激磁（V/Hz）
25
同期
27P 相低电压
27TN 中性点三次谐波低电压
27X 辅助低电压
32
灵敏性功率方向
40
失磁
46 发电机不平衡（负序反时限）
50G 接地速断过流
50N 零序速断过流
50P 相速断过流
发电机常用保护配置
发电机常用保护配置
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。
发电机装设有哪些电气保护装置？
发电机装设有哪些电气保护装置？
发电机装设有哪些电气保护装置？
答：(1)、纵联差动保护(差动速断及比率差动)：作为发电机
相间短路的主保护。
保护动作时断开主发电机出口断路器、灭磁开关
停电、关导水叶、关蝶阀停水轮机，并发事故信号。
(2)、复合电压启动过电流保护：作为发电机的各种短路故障的
后备保护及外部故障的后备保护，I、Ⅱ段保护动作后经I、Ⅱ段时限
延时5秒跳主机出口断路器、灭磁开关停电，关导水叶水轮机停机，
并发事故信号。
(3)、定子过电压保护：防止定子异常过电压，过电压定值为150V，保护动作延时0.5秒跳开发电机出口断路器、灭磁开关停电，关导水叶水轮机停机，并发事故信号。
(4)、转子一点接地保护：延时3秒动作于发信号。
(5)、转子二点接地保护：延时1秒动作于跳开发电机出口断路器、灭磁开关停电、关导水叶停水轮机，并发事故信号。
（6）、过负荷保护：防止发电机长时间过负荷运行，延时9秒动作于发信号。
(7)、非电量保护：防止机组运行中灭磁开关偷跳而使发电完失磁，当"FMK 联跳发电机出口断路器"LP 在投入位置时，保护动作断开主发电机出口断路器，并发事故信号。
发电机的主保护
发电机的主保护：纵联差动保护短路保护单相接地保护发电机的后备保护：短路保护过电流保护负序电流保护励磁保护变压器的主保护：瓦斯保护差动保护电流速断保护后备保护：相间故障接地短路过负荷过励磁倒闸操作：电气设备的几种状态⑴运行状态系指某回路中的高压隔离开关和高压断路器（或低压刀开关及自动开关）均处于合闸位置，电源至受电端的电路得以接通而呈运行状态。
⑵检修状态系指某回路中的高压断路器及高压隔离开关（或自动开关及刀开关）均已断开，同时按保证安全的技术措施的要求悬挂了临时接地线，并悬挂标示牌和装好临时遮栏，处于停电检修的状态。
⑶热备用状态系指某回路中的高压断路器（或自动开关）已断开，而高压隔离开关（或刀开关）仍处于合闸位置。
⑷冷备用状态系指某回路中的高压断路器及高压隔离开关（或自动开关及刀开关）均已断开。
编辑本段倒闸操作规定⑴、倒闸操作必须根据值班调度员或电气负责人的命令，受令人复诵无误后执行。
⑵、发布命令应准确、清晰，使用正规操作术语和设备双重名称，即设备名称和编号。
⑶、发令人使用电话发布命令前，应先和受令人互通姓名，发布和听取命令的全过程，都要录音并做好记录。
⑷、倒闸操作由操作人填写操作票。
⑸、单人值班，操作票由发令人用电话向值班员传达，值班员应根据传达填写操作票，复诵无误，并在监护人签名处填入发令人姓名。
⑹、每张操作票只能填写一个操作任务。
⑺、倒闸操作必须有二人执行，其中一人对设备较为熟悉者作监护，受令人复诵无误后执行；单人值班的变电所倒闸操作可由一人进行。
⑻、开始操作前，应根据操作票的顺序先在操作模似板上进行核对性操作。
（预演）⑼、操作前，应先核对设备的名称、编号和位置，并检查断路器、隔离开关、自动开关、刀开关的通断位置与工作票所写的是否相符。
⑽、操作中，应认真执行复诵制、监护制，发布操作命令和复诵操作命令都应严肃认真，声音宏亮、清晰，必须按操作票填写的顺序逐项操作，每操作完一项应有监护人检查无误后在操作票项目前打"√"；全部操作完毕后再核查一遍。
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。
柴油发电机的安全保护常识
柴油发电机的安全保护常识1.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。
2.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3.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。
4.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。
5.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。
6. 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。
7.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8.秒动作于信号。
发电机配备的保护
1.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：为定子绕组一相匝间短路保护。
3.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两种。
中小型汽轮发电机，当检查出励磁回路一点接地后再投入两点接地保护，大型汽轮发电机应装设一点接地保护。
4.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及以上容量的发电机都装设这种保护。
5.过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷电流运行时作用于信号的保护。
中小型发电机只装设定子过负荷保护；大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。
6.定子绕组过电流保护：当发电机在纵差范围外发生短路，而短路元件的保护或断路器拒动时，为了可靠切除故障，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。
7.定子绕组过电压保护：中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。
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荷后引起定子绕组过电压。
8.负序过电流保护：电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称时，发电机定子绕组中就有负序电流。
中小型发电机多装设负序定时限电流保护；大型发电机多装设负序反时限电流保护。
9.失步保护：大型发电机应装设反应系统振荡过程的失步保护。
中小型发电机都不装设失步保护，当系统发生振荡时由运行人员判断，根据情况用人工增加励磁电流，增加或减少原动机出力，局部解列等方法处理。
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断路器未跳闸时，发电机失去原动力变成电动机运行，从电力系统吸收有功功率。
这种工况对发电机并无危险，但由于鼓风损失，汽轮机尾部叶片有可能过热而造成汽轮机事故，故大型机组要装设用逆功率保护，用于保护汽轮机。
11.发电机断水保护：保护用于反应发电机冷却水中断故障，由热工提供的断水接点构成，保护动作于信号和解列灭磁。
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。
发电机主保护及后备保护有哪些？
发电机主保护及后备保护有哪些？
不同的类型发电机有不同的保护的。
比如 30MW发电机保护有：差动，时限电流速断，复合电压过电流，失磁，过电压等要跳闸。
温度过高，过负荷，单相接地等报警。
1、发电机主保护：发变组差动（大差）、发电机差动（小差）、发电机横差。
（1）纵联差动保护..
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（2）匝间短路保护.
a、定子绕组单相接地保护.
b、转子绕组接地保护.
c、发电机失磁保护.
2、发电机后备保护：失灵启动（跳上一级开关的保护）。
意思是：当发电机保护动作后，结果发电机保护拒动或开关拒动，无法跳闸停机。
那么去启动发电机相邻元件保护，跳开相邻元件的开关。
比方：发电机带一条线路，发电机不跳，就延时去跳线路的开关。
a、外部短路引起的定子绕组过电流保护.
b、定子绕组过负荷保护.
c、转子绕组.
d、转子表层过负荷保护.
e、定子绕组过电压保护.
f、逆功率保护.
g、失步保护.
h、过激磁保护.
i、低频率保护.
3、发电机，1831年9月23日由法拉第发明，是将机械能转变成电能的电机。
通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。
电能是现代社会最主要的能源之一。
发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。
发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。
后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。
现代发电站中最常用的是同步发电机。
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保护出口方式
停机：断开发电机断路器、灭磁，关闭主汽门。
解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽轮机 甩负荷。
解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。 减出力：将原动机出力减到给定值。
程序跳闸：首先关闭主汽门，待逆功率继电器 动作后，再跳开发电机断路器并灭磁。
60 保 护 单 相 接 线 示 意 图
0
P P PJ ) P （ n e P 有功基本不变
失磁到失步前阻抗变化轨迹
Zm
Ug
U s j Ig X s
jX s
0
jX
Zm
Ig Us
Ig
jX d
2 US 2P
R
jX s
jX d
Ig
U U j2 jXs e 2Ps 2Ps
发电机转子发热特性方程
I t A
2 2
A——发电机允许过热时间 常数，它与发电机容量、冷却方 式等有关，非强迫冷却的发电机， A≈30；直接冷却的100-300MW汽 轮发电机，A=6-15；600MW汽轮 发电机的设计值A=4。
Zm
Um Im
U N / nTV
I N / nTA
0.85Z NP
nTA nTA
定时限负序电流保护动作值整定
A I oper IN t (若设 : A 30, t 120s, 则I oper 0.5I N ) toper 3 5s
定时限负序电流保护与发热特性配合情况
I 2*
ad
P
E q Us X d
sin e
Q
E q Us Xd
2 Us cos e Xd
Zm
Ug
Us jIg Xs
Us
jX s
Ig
Ig
Ig
从失磁到稳定异步 运行过程
失磁到失步前
临界失步点
失步后的异步运行
失磁到失步前
90 : 失磁 Eq
G
G60保护功能
设备编号
设备编号 功能 21P 后备阻抗保护 24 过激磁（V/Hz） 25 同期 27P 相低电压 27TN 中性点三次谐波低电压 27X 辅助低电压 32 灵敏性功率方向 40 失磁 46 发电机不平衡（负序反时限） 50G 接地速断过流 50N 零序速断过流 50P 相速断过流 50/27 意外激磁
３、失磁后发电机变成异步机运行，会引 起发电机振动，凸极机振动厉害，隐极机 差之。 4、失磁后发电机的转速超过同步转速， 因此，在转子励磁回路中将产生差频电 流，因而形成附加损耗，使发电机转子 和励磁回路过热。显然，当转差率越大 时，所引起的过热也越严重。
一、发电机失磁过程中的机端测量阻抗
Eq
同步发电机保护
发电机常见故障及保护：
相间短路—纵差动保护 定子绕组故障： 匝间短路—匝间短路保护 单相接地—单相接地保护
一点接地—一点接地保护 转子绕组故障： 二点接地—二点接地保护
发电机的不正常运行及保护 转子失磁——失磁保护 过电流 ——过电流保护 过负荷——过负荷保护 过电压——过电压保护 逆功率 ——逆功率保护 失步——失步保护
EA
UA
UC
EA
UB
EC
U0
EB
中 性 点 （ 机 端 ） 对 地 的 零 序 电 压
机端（中性点）零序电压的特点及 对相应保护的影响
•零序电压电压大小与接地点位臵有关， 越靠近中性点，零序电压越小。
3U 0 3E
短路的匝数占总匝数
的百分数
•反映基波零序电压的定子绕组接地保护 存在动作死区。
作用：作为保护区内即发电机定子绕组 相间短路的主保护 构成：差动元件、CT饱和探测元件 保护区：电流取自发电机中性点CT、机 端CT，保护范围为两CT之间的范围 出口方式：全停，同时启动断路器失灵 保护。
比率制动差动元件
一般可以按照如下方式 选择： 差动电流I d I TS I NS ; I TS I NS 制动电流I R 2
1．定子单相接地时三次谐波电压的特点
正常运行：U 3S U 3 N 定子绕组的 0.5 1.0范围内接地时: U 3S U 3 N 定子绕组的 0 0.5范围内接地时: U 3S U 3 N
2．反应三次谐波电压的接地保护
•作用：作为发电机定子绕组接地短路的保 护，保护区为中性点到机端的5０％区 域．（从机端和发电机中性点零序电压中 抽取三次谐波电压）； •构成原理:比较机端与中性点处三次谐波 电压的大小; •出口逻辑关系：零序电压元件动作， TV没断线,经延时发信号.
•3、发电机失磁，阻抗元件动作，并 且TV二次没断线，励磁低电压元件动 作，系统低电压元件动作，则保护经 延时发出信号，同时作用于解列灭磁 •启动快切、启动断路器失灵。
发电机转子一点接地保护
作用：反映发电机转子绕组一点接地。
保护构成原理：通过测量计算转子绕组 对地的绝缘电阻来判断转子绕组是否一 点接地。保护输入端与转子负极及大轴 相连。 出口方式：当转子对地绝缘电阻大幅度 下降时，（8-10K ）保护动作于信号
•出口逻辑关系：零序电压元件动作、 负序功率方向元件不动作，TV断线判别 元件不动作，则保护动作。 •出口方式:全停、启动快切、启动断路 器失灵
TV
三次谐波 阻波器
KVZ
U2 I2
TV断线 闭锁元件
KWN
&
1
出口
动作值整定
• 按保证正常运行不动作考虑,所以躲 过发电机正常运行时TV的不平衡零 序电压
jX d
各测量元件判椐
阻抗元件（Z g）：机端测量阻抗进入 圆内，动作 系统低电压元件（ hl）：低于85%U N时动作 U 机端低电压元件（ gl）：低于75%U N时动作 U 转子低电压元件（ ）：低于（ .6 0.8)发电 Vfd 0 机空载励磁电压时动作 发电机过功率元件 P ) : 失磁以后异步运行时， ( 发电机异步功率大于（ .4 0.5)额定功率时动作 0
1、需要从电网中吸收很大的无功功 率（所需无功功率的大小主要取决 于发电机的参数以及实际运行的转 差率）以建立发电机的磁场，因此 容易引起定子绕组的过电流。
２、由于从电力系统中吸收无功功率将 可能引起电力系统电压下降，如果电力 系统的容量较小或无功功率的储备不足， 可能使失磁发电机的机端电压、升压变 压器高压侧的母线电压或其它邻近点的 电压低于允许值，从而破坏了负荷与各 电源间的稳定运行，甚至可能因电压崩 溃而使系统瓦解。
功能 接地延时过流 相延时过流 零序过电压 相过电压 辅助过电压 负序过电压 定子100%接地 零序方向过电流 相方向过电流 失步 超频率 低频率 发电机差动
51G 51P 59N 59P 59X 59_2 64TN 67N 67P 68/78 81O 81U 87S l
发电机纵差动保护（G60）
保护工作情况
• 发电机定子绕组匝间短路: 当零 序电压大于动作值时，并且该保 护专用TV没断线，负序功率方向 元件不动作，则保护动作。 • 发电机外部发生两相短路时，负 序功率方向元件动作，把保护闭 锁。
同步发电机定子绕组的接地保护
一、反应基波零序电压的接地保护
二、三次谐波式定子绕组单相接地保护
2 s
2 s
• 等有功阻抗圆
临界失步点阻抗变化轨迹
jX s
e 900
U Q X d Xd XS X d X S j 2 Zm j j e 2 2
2 S
0
R
Zm
o
• 等无功阻抗圆
失步后的异步运行
Im
X d
X ad
X f
900
s 0: Z m jX d jX ad jX d s : Z m jX d
1、失磁保护的主要判据和辅助判据 主要判据有： 1）检测无功功率方向 2）检测机端测量阻抗变化 辅助判据有： 1）转子励磁电压下降 2）负序分量 3）延时
失磁保护的构成方式
失磁保护阻抗元件动作特性
jX
•圆内为动作区，当测 量阻抗进圆内，继电 器就动作
R
0
•正常运行、外部短路 测量阻抗都落在圆外， 继电器不动作 •失磁以后，进入稳定 异步运行阶段，测量 阻抗进入圆内
Um
X D
rf
rD S
S
jX
jX d
0
R
jX d
异步阻抗圆
jX
P 0.5
P 0.85
jX s
jX d
0
P 0.8
R
jX d
机端测量阻抗末端轨迹沿 等有功圆由第Ⅰ象限进入第Ⅳ 象限，机端测量阻抗进入第Ⅳ 象限后，进一步将越过静稳阻 抗边界阻抗圆，最后进入异步 阻抗圆，表明发电机已进入异 步运行状态。
发电机的单相低电压启动的过电流和 负序电流保护
•单相低电压启动过电流部分主要作为发电 机和升压变三相短路的后备保护
•负序电流保护部分主要作为转子发热的主 保护,同时兼做发电机和升压变两相短路的 后备保护
•出口方式：保护延时动作于解列灭磁、启 动快切、启动断路器失灵。
保护动作值整定原则
• 过电流元件：按发电机在额定负荷 情况下能可靠返回的条件整定。 • 低电压元件：按正常运行情况下机 端可能出现最低工作电压时，该元 件不动作条件整定 。 • 负序过电流元件：按防止负序电流 导致转子过热损坏的条件整定。
三、发电机100%定子接地保护