继电保护71发电机故障和保护

1、 发电机故障、不正 常运行及其保护7.1 发电机故障和不正常运行及其保护1、发电机故障类型 发电机的安全运行直接影响电力系统的安全。发电机由于结构复杂，在运行中可能发生故障和不正常工作状态，特别是现代的大中型发电机的单机容量大，对系统影响大，损坏后的修复工作复杂且工期长，所以对继电保护提出了更高的要求。针对发电机的故障和不正常工作状态，应装设性能完善的继电保护装置。 （1）定子绕组相间短路：定子绕组相间短路会产生很大的短路电流，严重损坏发电机。应装设纵联差动保护。 7.1 发电机故障和不正常运行及其保护（2）发电机定子绕组匝间短路：匝间短路将出现很大的环流，使绝缘老化，甚至击穿绝缘发展为单相接

2、地或相间短路，扩大发电机损坏范围。（3）发电机定子绕组单相接地：定子绕组单相接地是易发生的一种故障。单相接地后，其电容电流流过故障点的定子铁芯，当此电流较大或持续时间较长时，会使铁芯局部熔化。（4）励磁回路一点接地或两点接地：转子绕组一点接地，由于没有构成通路，对发电机没有直接危害。再发生另一点接地，则转子绕组一部分被短接，会烧毁转子绕组，由于部分绕组短接，破坏磁路的对称性，造成磁势不平衡而引起机组剧烈振动，产生严重后果。7.1 发电机故障和不正常运行及其保护（5）励磁电流消失：励磁系统故障或自动灭磁开关误跳闸造成励磁电流消失。发电机将转入异步运行，从系统吸收无功，引起电压下降。定子电流增加及

3、转子局部过热。2、发电机不正常运行状态 （1）定子绕组过电流：外部短路引起绕组过电流，将使绕组温度升高，可能发展成内部故障。7.1 发电机故障和不正常运行及其保护（2）对称过负荷：使绕组过热。（3）转子过热：不对称短路将在转子绕组中感应出倍频电流，可能造成转子局部灼伤，严重时使护环受热松脱。 （4）定子绕组过电压：突然甩负荷造成转速升高，定子绕组绝缘可能击穿。7.1 发电机故障和不正常运行及其保护（5）发电机逆功率：汽门突然关闭，断路器未断开，将从系统吸收功率，使汽轮机受到损伤。3、相应保护（1 1）纵联差动纵联差动保护：保护：对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

4、护。 7.1 发电机故障和不正常运行及其保护（2 2）定子绕组匝间短路保护：）定子绕组匝间短路保护：定子绕组星形接线，每相有并联分支且中性点侧有分支引出端的发电机，应装设横联差动保护。对于中性点侧只有三个引出端的大容量发电机，可采用零序电压式或转子二次谐波电流式匝间短路保护。（3 3）定子绕组单相接地保护：）定子绕组单相接地保护：对直接联于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当单相接地故障电流(不考虑消弧线圈的补偿作用)大于或等于表7-1规定的允许值时，应装设有选择性的接地保护。额定电压 额定容量 接地电流允许值7.1 发电机故障和不正常运行及其保护kV3 . 6MW50A4汽轮发电机汽轮发电机

5、水轮发电机水轮发电机MW10050MW10010A3kV5 .10MW200125MW22540A2（氢冷 ）A5 . 2kV75.158 .13kV2018MW600300A1 7.1 发电机故障和不正常运行及其保护 发-变组容量在100MW以下的发电机，应装设保护区不小于定子绕组90%的定子绕组接地保护；容量100MW及以上的发电机，应装设保护区为100%的定子绕组接地保护，保护动作于信号，必要时也可动作于停机。（4 4）励磁回路一点或两点接地保护）励磁回路一点或两点接地保护: :水轮发电机一般只装设励磁回路一点接地保护，小容量机组用定期检测装置；100MW以下汽轮发电机，一般采用定期检测

6、装置，对两点接地故障，装设两点接地保护。转子水内冷发电机和100MW及以上的汽轮发电机，装设一点接地保护和两点接地保护装置。7.1 发电机故障和不正常运行及其保护（5 5）失磁保护）失磁保护: :对不允许失磁运行的发电机，或失磁对电力系统有重大影响的发电机，应装设专用的失磁保护。（6 6）对于发电机外部短路引起的过电流）对于发电机外部短路引起的过电流1 1）过电流保护）过电流保护: :用于用于1MW1MW及以下的小型发电机。及以下的小型发电机。2 2）复合电压启动的过电流保护）复合电压启动的过电流保护: :一般用于一般用于1MW1MW以上以上的发电机。的发电机。 3）负序过电流及单相低电压过电流保护:一般用于50MW及以上的发电机。 7.1 发电机故障和不正常运行及其保护 4）低阻抗保护:当电流保护灵敏度不足时采用。 （7 7）过负荷保护）过负荷保护: :定子绕组非直接冷却的发电机，应装设定时限过负荷保护。 （8 8）过电压保护）过电压保护: :水轮发电机或100MW及以上的汽轮发电机，应装设过电压保护。（9 9） 逆功率保护逆功率保护 :大容量的发电机组应考虑装设逆功率保护。发电机保护的出口方式有：1）停机:断开断路器，灭磁，关闭汽门或导水翼。2）解列灭磁:断开断路器，灭磁，原动机甩负荷。3）解列:断开发电机断路器，原动机甩负荷。4）减出力:将原动机出力减到给定值。5