发电机保护精品

1、第一节 发电机保护l 发电机差动保护 发电机阻抗保护 发电机匝间保护 发电机起停机保护 对称过负荷保护 逆功率保护 不对称过负荷保护 程序逆功率保护 发电机定子接地保护 频率异常保护（低频、过频） 转子接地保护（两段式） 失步保护 失磁保护 带电压制动的过电流保护 发电机过激磁保护 突加电压保护 发电机过电压保护 1 定子绕组的相间短路 发电机定子绕组的相间短路是危害发电机安全运行最严重的一种故障，发生相间短路若不及时切除，故障点所产生的电弧，不但会损坏绝缘，而且可能烧坏定子铁芯和绕组甚至将烧毁整个发电机组，引起极为严重的后果，给发电机的修复工作带来巨大的困难，大型发电机组必须具有二套或两套以

2、上的快速保护反应此类故障。对于相间短路，国内外均装设纵联差动保护装置，瞬时动作于全停。G60 发电机差动保护 传统的比率制动式纵差保护尽管原理上比较先进, 但在实际运行过程中, 由于CT 特性不一, 大电流下发生饱和等原因, 在外部故障时会使差动保护产生较大的不平衡电流, 可能使保护误动作。如何在保证内部故障时有足够灵敏度的情况下, 最大限度地削弱外部故障时不平衡电流的影响就成了差动保护技术研究的核心。 GE 公司的差动保护特性曲线设置为双斜率特性, 它的主要目的是在外部短路时躲过由CT 产生的不平衡电流, 该特性使差动保护可以在小故障电流的时候将定值整定得非常灵敏; 当故障电流大时CT 误差

3、大, 又可以将定值整定放大。 如图所示, CT 流过短路电流后, 要在1. 5 2 个周波后才达到开始饱和, 在低拐点以前的区域, CT 处于的线性工作区内, 由CT 饱和引起的不平衡电流小, 所以设置小的制动比以提高灵敏性; 在高拐点后, CT 开始饱和, 差动回路中的不平衡电流增大,为了防止误动, 采用较高的制动比。 2 定子绕组匝间短路单机容量的增大，汽轮发电机轴向长度与直径之比明显加大，这将使机组运行中振动加剧，匝间绝缘磨损加快，有时还可能引起冷却系统的故障，这种保护发电机定子绕组同相分支或同相不同分支间的匝间短路及定子绕组开焊的保护称之为匝间保护，因此大容量机组希望装设灵敏的匝间短路

4、保护。发电机定子绕组发生匝间短路会在短路环内产生很大电流。由于工作原理不同，发电机纵差保护将不能反应。目前为止，反应发电机定子匝间短路的保护有：单元件横差保护、负序功率方向保护、纵向零序电压保护和转子二次谐波电流保护。发电机定子匝间保护大多采用 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。 二、 纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护1. 基本原理 匝间短路

5、时纵向不对称匝间短路时纵向不对称( (相对于中性点，不是地相对于中性点，不是地) )。 用专用的用专用的TVTV一次侧中性点和发电机中性点直接连接一次侧中性点和发电机中性点直接连接( (不接不接地地) )。纵向零序电压。纵向零序电压( (相对中性点相对中性点) ) 2. 负序功率方向元件 区外故障负序功率流向发电机，闭锁匝间保护P2N二、二、 纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护2. 专用电压互感器接线专用电压互感器接线 00120120(1)ANAjBNBjCNCUEEUEEeUEEe- -= = =- -= = = = =纵向零序电压 03ANBNCNUUU

6、UE= =+ + += = - -3负序功率方向闭锁 用于区外短路时，防止匝间短路保护误动。 不同故障情况下，机端的负序功率方向(a)区内故障；(b)区外故障； (图内I2为正方向，实际相反）(c)匝间短路 由此可见，利用负序功率方向可以区别发电机匝间短路和外部短路，只有在匝间短路时，即负序功率方向为流出，arg(u2/I2)90时，负序功率继电器不动作，才解除对保护的闭锁，允许保护动作。我们可以看出，当负序电流I2取自发电机机端电压互感器时，由于再其发电机内部短路的负序功率方向与匝间短路时相同，因此，反应纵向零序电压的短路保护还可以反应发电机内部不对称两相短路故障，但在发电机并列前不起作用；

7、而当负序电流I2取自发电机中性点时，则只能反应定子绕组的匝间短路。工作情况 在发电机正常运行时，机端对中性点的三相电动势基本对称，加在保护两端的只有不平衡电压，保护不动作。 在发电机外部短路时，发电机电动势波形的畸变更加严重，因而产生的不平衡电流比正常运行时大，但由于负序功率方向闭锁，保护部会动作。 在发电机内部或者外部发生单相接地短路时，系统三相对地电动势对中心点之间的平衡，于是在机端与中兴点之间产生了纵向零序电压，保护瞬间动作。 3、定子单相接地 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，定子故障接地电流超过一定值就可能造成发电机定子铁芯烧坏，而发电机单相接

8、地故障往往是相间或匝间短路的先兆，大型发电机在系统中的地位重要，铁芯制造工艺复杂、造价昂贵，检修困难，所以对于大型发电机的定子接地电流大小和保护性能提出了严格的要求。为保证大型发电机的安全，中性点经配电变压器高阻接地的1000MW机组必须使定子接地保护动作于发电机故障停机。 我厂发电机定子单相接地装设基波零序电压式、三次谐波式保护装置一一 发电机定子绕组单相接地时的基波零序电压发电机定子绕组单相接地时的基波零序电压和电流和电流(1)ADABDBACDCAUEUEEUEE= =- -= =- -= =- -k0ADBDCDA1()3UUUUE 可见，当发电机发生单相接地故障时，所出现的零序电压与

9、故障点位置有关，故障点离中性点越远，零序电压越高，机端接地时，=1，Uk0（故障点的零序电压）=-EA,即零序电压等于相电压，达到最大值。 零序电压3U0可以从发电机机端PT二次侧开口三角形或中性点接地配变二次侧取得。当3U0取自发电机机端发电机机端PT二次侧开口三角形的话，假如发电机A相机端发生接地短路时，那么Uk0（故障点的零序电压）=EA,为了使二次侧开口三角形3U0=100V,那么机端PT的变比应为 / / / 保护的动作应躲过发电机正常运行时以3次谐波电压为主的不平衡电压，同时，还应躲开变压器高压侧接地时通过变压器高、低压侧绕组电容耦合到机端的零序电压。但这样整定出来的保护动作值较高

10、，死区较大，故采用以下措施。（1）引入三次谐波虑过器Z3w，滤去正常运行时不平衡电压中的第三次谐波电压分量。(2)采用延时或者闭锁，躲过变压器高压侧接地时通过变压器高、低压测绕组耦合到机端的零序电压。当变压器高压侧中性点接地时，让保护的延时大于变压器高压侧接地保护的动作时限。31 . 031 . 032731 . 0 采取了上述措施后，电压继电器的动作电压可整定为510V。由于发电机定子接地故障时，加入继电器的零序电压为*100V，故保护的死区只存在发电机中性点及附近的5%-10%范围内，但对于大型发电机组，仍不满足要求。所以要增加3次谐波电压保护。影响因素：1）TV一次侧断线的闭锁措施。2）

11、发电机的三次谐波电势，需有三次谐波滤除功能。3）机端三相TV各相间的变比误差；4）发电机电压系统中三相对地绝缘不一致；5）主变压器高压侧发生接地故障时由变压器传递到发电机的系统零序电压。33)( 22ECCCCUWOfWOfN33)( 2ECCCUWOfOfS 二二 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保护相接地保护 利用发电机固有三次谐波电势在发电机端或中性点侧单相接地时三次谐波电压的比值变化实现保护。1 三次谐波电势分布特点 发电机对地电容等效在中性点和机端，引出线、变压器等电容也等效。 正常运行机端正常运行机端三次谐波电压与中三次谐波电压与中

12、性点侧三次谐波电性点侧三次谐波电压之比恒小于压之比恒小于1。 2 当发电机中性点采用消弧线圈时，中性点的三次谐波电压更大。 设当发电机距中性点处发生金属性单相接地时，有33EUN33)1 (EUS133NUUS US3、UN3随变化的关系：133NSUU133NSUU当当UN3 利用机端三次谐波电压US3作为动作量，用中性点侧三次谐波电压UN3作为制动量，当US3 UN3为保护动作条件，在正常运行时不会动作；当接地发生在近中性点侧，有较高灵敏性。保护范围中性点侧50%。 利用机端电压互感器开口三角形上引出的基波零序电压，构成反映5%10%以上范围的单相接地故障。接地故障越接近机端，灵敏性越高。

13、 利用两者的组合，构成100%定子接地保护 。2 反应三次谐波电压比值 和基波零序电压构成 100%定子接地保护 33sNUU4 发电机失磁保护 发电机失磁通常是指发电机励磁异常下降或励磁完全消失的事故，一般将前者称为部分失磁或低励故障，后者则称为完全失磁故障。励磁异常下降是指运行中发电机励磁电流的降低超过了静态稳定极限所允许的程度，使发电机稳定运行遭到破坏。造成励磁异常下降的原因通常是由于主励磁机或副励磁机故障；励磁系统中硅整流元件部分损坏或自动调节系统不正确动作以及操作上的错误等等，这时励磁电压很低，但仍能维持一定的励磁电流。完全失磁是指发电机失去励磁电源，通常表现为励磁回路开路，其原因包

14、括自动灭磁开关误跳闸、励磁调节器整流装置自动开关误跳闸。励磁绕组断线或端口短路以及副励磁机励磁电源消失等等，亦可引起完全失磁。发电机低励失磁故障是常见故障，特别对于大型机组，励磁系统环节多，更易发生这种故障。发电机失磁异步运行影响：(1) 需要从电力系统中吸收很大的无功功率以建立发电机的磁场。失磁前带的有功功率越大，失磁后转差就越大，所吸收的无功功率也就越大，将因过电流使定子过热。(2) 从电力系统中吸收无功功率将引起电力系统的电压下降，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。(3) 在转子及励磁回路中将产生频率为fg - fs的交流电流，即差频电流。差频电流在转子

15、回路中产生的损耗，将使转子过热。(4) 有功功率要发生周期性摆动。有很大的电磁转矩周期性地作用在发电机轴系上，引起机组振动。(5) 低励磁或失磁运行时，定子端部漏磁增加，将使端部和边段铁芯过热，这一情况通常是限制发电机失磁异步运行能力的主要条件。二发电机失磁后的机端测量阻抗 1 正常运行机端测量阻抗 dSsinE UPX2dSScosE UUQXX等有功阻抗圆二发电机失磁后的机端测量阻抗 2 临界失步点（静稳阻抗边界圆、等无功圆）临界失步阻抗圆XUsQ2二发电机失磁后的机端测量阻抗 3。异步运行 2ad2g12ad2jjjjRXXsZXRXXs异步阻抗圆 二发电机失磁后机端测量阻抗 4 变化轨

16、迹 5 转子接地故障 转子一点接地对汽轮发电机组的影响不大，一般允许继续运行一段时间。发电机组发生一点接地后，转子各部分对地电位发生变化，比较容易诱发两点接地，汽轮发电机一旦发生两点接地，其后果相当严重，由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体；由于部分绕组被短接，励磁绕组中电流增加，可能因过热而烧伤；由于部分绕组被短接，使气隙磁通失去平衡，从而引起振动。励磁回路两点接地，还可使轴系和汽机磁化。 6 定子对称过负荷发电机对称过负荷通常是由于系统中切除电源；生产过程出现短时冲击性负荷；大型电动机自起动；发电机强行励磁；失磁运行；同期操作及振荡等原因引起的。对于大型发电机，定子和转子的材料利用

17、率很高，发电机的热容量（WS/）与铜损、铁损之比显著下降，因而热时间常数也比较小。从限制定子绕组温升的角度，实际上就是要限制定子绕组电流，所以实际上对称过负荷保护，就是定子绕组对称过流保护。对于发电机过负荷，即要在电网事故情况下充分发挥发电机的过负荷能力，以对电网起到最大程度的支撑作用，又要在危及发电机安全的情况及时将发电机解列，防止发电机的损坏。一般发电机都给出过负荷倍数和相应的持续时间。对于1000MW汽轮发电机，发电机具有一定的短时过负荷能力，从额定工况下的稳定温度起始，能承受1.5倍额定定子电流下运行30s至少一分钟。7 定子不对称过负荷电力系统中发生不对称短路，或三相负荷不对称（如有

18、电气机车、电弧炉等单相负荷）时，将有负序电流流过发电机的定子绕组，并在发电机中产生对转子以两倍同步转速的磁场，从而在转子中产生倍频电流。汽轮发电机转子由整块钢锻压而成，绕组置于槽中，倍频电流由于集肤效应的作用，主要在转子表面流通，并经转子本体槽楔和阻尼条，在转子的端部附近约10%30%的区域内沿周向构成闭合回路。这一周向电流，有很大的数值。例如，一台1000MW机组，可达250300kA。这样大的频倍电流流过转子表层时，将在护环与转子本体之间和槽楔与槽壁之间等接触面上形成热点，将转子烧伤。倍频电流还将使转子的平均温度升高，使转子挠性槽附近断面较小的部位和槽楔、阻尼环与阻尼条等分流较大的部位形成

19、局部高温，从而导致转子表层金属材料强度下降，危及机组安全。此外，转子本体与护环的温差超过允许限度，将导致护环松脱，造成严重的破坏。为防止发电机的转子遭受负序电流的损伤，大型汽轮发电机都要求装设比较完善的负序电流保护，因为他保护的对象是发电机转子，是转子表层负序发热的唯一主保护，因此，习惯上称它为发电机转子表层负序过负荷保护，它由定时限和反时限两部分组成。发电机转子长期承受负序电流的能力和短时承受负序电流发热的能力，是整定负序电流保护的依据。8 励磁回路过流 和定子绕组相同，大型发电机励磁绕组的热容量和热时间常数也相对较小，对于1000MW汽轮发电机，在额定工况稳定温度下，发电机励磁绕组允许在励

20、磁电压为125%额定值下运行一分钟。 根据设计要求每年运行在上述励磁电压下的次数不超过两次。在发电机过励限制器失灵或强励动作后返回失灵时，为了使发电机励磁绕组不致过热损坏，300MW及以上发电机应装设定时限和反时限励磁绕组过负荷保护，后者作用解列灭磁。应该指出，现代自动调整励磁装置，针对发电机的各种工况，都设有比较完善的励磁限制环节，为防止励磁绕组过电流，设有过励限制器，与励磁绕组过负荷保护有类似的功能，其可靠性由励磁调节器的性能来保证。9 过电压运行实践中，大型汽轮发电机出现危及绝缘安全的过电压是比较常见的现象。当满负荷下突然甩去全部负荷，电枢反应突然消失，由于调速系统和自动调整励磁装置都是

21、由惯性环节组成，转速仍将上涨，励磁电流不能突变，使得发电机电压在短时间内也要上升，例如，次瞬变电抗是0.2p.u.，如果甩掉0.5p.u.无功电流，则立即产生10%的电压升高，任何调节作用都不能减小它。如果没有自动电压调节器，或励磁系统在手动方式运行，恒励磁电流调节，则电压继续上升一直到达由同步电抗所决定的最大值，其值可能达到1.31.5倍额定值，持续时间可能达到数秒，甩负荷将导致严重的发电机电压升高。发电机主绝缘的工频耐压水平，一般为1.3倍额定电压持续60S，而实际过电压的数值和持续时间可能超过试验电压和允许时间，因此，对发电机主绝缘构成了直接威胁。ABB的UN6000型励磁调节器在发电机

22、开关断开时，将励磁电流调节器的给定值复归到空载励磁电流值。尽管这样，还是不能完全避免发电机定子过电压的发生。由于上述原因，对于200MW及以上的大型汽轮发电机，以往国内外都无例外地装设过电压保护，保持动作电压为1.3Un，经0.5S延时作用于解列灭磁。我厂设置过电压保护主要是保护发电机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。10 过激磁由于发电机或变压器发生过励磁故障时并非每次都造成设备的明显破坏，往往容易被人忽视，但是多次反复过励磁，将因过热而使绝缘老化，降低设备的使用寿命。发电机和变压器都由铁芯绕组组成，设绕组外加电压为U，匝数为W，铁芯截面为S，磁密为B，则有：，因为W、S

23、均为定数，故可写成：，式中，对每一特定的发电机或变压器，K为定数。由式可知：电压的升高和频率的降低均可导致磁密B的增大。对于发电机，当过励倍数1时，要遭受过励磁的危害，主要表现在发电机定子铁芯背部漏磁场增强，在定子铁芯的定位筋中感应电势，并通过定子铁芯构成闭路，流过电流，不仅造成严重过热，还可能在定位筋和定子铁芯接触面造成火花放电，这对氢冷发电机组十分不利。发电机运行中，可能因以下原因造成过激磁：1、发电机与系统并列之前，由于操作错误，误加大励磁电流引起过激磁，如由于发电机PT断线造成误判断。2、发电机启动过程中，发电机随同汽轮机转子低速暖机，若误将电压升至额定值，则因发电机低频运行而导致过励

24、磁。3、在切除机组的过程中，主汽门关闭，出口开关断开，而灭磁开关拒动。此时汽轮机惰走转速下降，自动励磁调节器力求保持机端电压等于额定值，使发电机遭受过励磁。4、发电机出口开关跳闸后，若自动励磁调节装置手动运行或自动失灵，则电压与频率均会升高，但因频率升高较慢引起发电机过激磁。发电机的允许过激磁倍数一般低于变压器过激磁倍数，更易遭受过激磁的危害，因此，大型发电机需装设性能完善的过激磁保护。对于发电机出口装设开关的发电机变压器组，为了在各种运行方式下二者都不失去保护，发电机和变压器的过激磁保护应分开设置。我厂过激磁保护是保护发电机及主变压器过激磁，即当频率降低和电压升高时，引起铁芯的工作磁通密度过

25、高而过热使绝缘老化的保护。10 频率异常频率降低对发电机有以下各方面的影响：频率降低引起转子的转速降低，使两端风扇鼓进的风量降低，其后果是使发电机的冷却条件变坏，各部分的温度升高。由于发电机的电势和频率磁通成正比，若频率降低，必须增大磁通才能保持电势不变。这就要增加励磁电流，致使发电机转子线圈的温度增加。频率降低时，为了使机端电压保持不变，就得增加磁通，这就容易使定子铁芯饱和，磁通逸出，使机座的某些结构部件产生局部高温，有的部位甚至冒火星。低频工况严重威胁厂电机械的安全，低频导致厂用电动机的转速降低，这可能造成一系列的恶性循环，如给水泵的压力不足，致使锅炉的汽压不足、汽温波动，循环水泵、凝结水

26、泵的出力不足，影响汽机真空等。这一切将影响发电机的出力并直接威胁着发电机甚至整个电厂和系统的安全运行。一方面由于低频的同时存在系统无功缺额，另一方面由于发电机转速下降，同等励磁条件下机端电压下降，所以低频往往伴随着低电压，严重的低频可能导致系统频率崩溃或电压崩溃。当发电机频率低于额定值一定范围时，发电机的输出功率应降低，功率降低一般与频率降低成一定比例，在低频运行时发电机如果发生过负荷，如上所述会导致发电机的热损伤，但限制汽轮发电机组低频运行的决定性因素是汽轮机而不是发电机。频率异常保护主要用于保护汽轮机，防止汽轮机叶片及其拉金的断裂事故。汽轮机的叶片，都有一自振频率，如果发电机运行频率升高或

27、者降低，当时叶片将发生谐振，其中k为谐振倍率，k=1，2，3，n为转速（r/min），叶片承受很大的谐振应力，使材料疲劳，达到材料所不允许的限度时，叶片或拉金就要断裂，造成严重事故。材料的疲劳是一个不可逆的积累过程，所以汽轮机都给出在规定的频率下允许的累计运行时间。从对汽轮机叶片及其拉金影响的积累作用方面看，频率升高对汽轮机的安全也是有危险的，所以从这点出发，频率异常保护应当包括反应频率升高的部分。但是，一般汽轮机允许的超速范围比较小；在系统中有功功率过剩时，通过机组的调速系统作用、超速保护，以及必要切除部分机组等措施，可以迅速使频率恢复到额定值；而且频率升高大多数是在轻负荷或空载时发生，此时

28、汽轮机叶片和拉金所承受的应力，要比低频满载时小得多，所以一般频率异常保护中，不设置反应频率升高的部分，而只包括反应频率下降的部分，并称为低频保护。11 失步 发电机与系统之间失步 对于大机组和超高压电力系统，发电机装有快速响应的自动调整励磁装置，并与升变压器组成单元接线，送电网络不断扩大，使发电机与系统的阻抗比例发生了变化。发电机和变压器阻抗值增加了，而系统的等效阻抗值下降了。因此，振荡中心常落在发电机机端或升压变压器范围内。如图所示为主变高压侧AB相故障延时0.2S切除引起的发电机和系统失步振荡波形，发电机机端测量电流、电压波形。 由于振荡中心落在机端附近，使振荡过程对机组的影响加重了。机端

29、电压周期性地严重下降，这点对大型汽轮发电机的安全运行特别不利。因为机炉的辅机都由接在机端的厂用变压器供电，电压周期性地严重下降，将使厂用机械工作的稳定性遭到破坏，甚至使一些重要电动机制动，导致停机、停炉或主辅设备的损坏。发电机长时失步运行，将造成电厂整个生产流程扰乱和破坏，可能造成一些无法预见的后果。失步振荡电流的幅值与三相短路电流可比拟，但振荡电流在较长时间内反复出现，使大型发电机组遭受冲击力和热的损伤，在短路伴随振荡的情况下，定子绕组端部先遭受短路电流产生的应力，相继又承受振荡电流产生的应力，使定子绕组端部出现机械损伤的可能性增加。振荡过程中出现的扭转转矩，周期性作用于机组轴系，使大轴扭伤

30、，缩短运行寿命。对于电力系统来说，大机组与系统之间失步，如不能及时和妥善处理，可能扩大到整个电力系统，导致电力系统的崩溃。由于上述原因，对于大机组，特别是在单机容量所占比例较大的1000MW汽轮发电机，需要装设失步保护，用以及时检出失步故障，迅速采取措施，以保障机组和电力系统的安全运行。为了防止发电机失步和电力系统的振荡，发电厂端往往采取一系列的安全稳定措施，如超高速继电保护、重合闸装置、高起始响应励磁调节器和PSS功率稳定器、联锁切机等。需要提到的是利用DEH的ACC加速度控制快关中压调节汽门功能，将可能避免由于短路故障诱发的失步，可能将不稳定振荡转化为稳定振荡，这对于在线稳定机组将大有好处

31、。因此，对于稳定振荡，发电机也没有必要跳闸。当振荡中心落于机端附近时，对于从机端取用励磁电源的自并激励磁方式发电机组将非常不利，失步将导致发电机失磁，使事故来得更为复杂。因此，当检测到振荡中心落在发电机变压器内部时，失步保护应动作于全停。12 误上电 发电机在盘车过程中，由于出口开关误合闸，突然加上三相电压，而使发电机异步启动的情况，在国外曾多次出现过，它能在几秒钟内给机组造成损伤。盘车中的发电机突然加电压后，电抗接近，并在启动过程中基本上不变。计及升压变压器的电抗和系统联接电抗，并且在较小时，流过发电机定绕组的电流可达34倍额定值，定子电流所建立的旋转磁场，将在转子中产生差频电流，如果不及时

32、切除电源，流过电流的持续时间过长，则在转子上产生的热效应将超过允许值，引起转子过热而遭到损坏。此外，突然加速，还可能因润滑油压低而使轴瓦遭受损坏。 因此，对这种突然加电压的异常运行状况，应当有相应的保护装置，以迅速切除电源。13 启停机 有些情况下，由于操作上的失误或其它原因使发电机在启动或停机过程中有励磁电流，而此时发电机正好存在短路或其它故障，由于此时发电机的频率低，许多保护继电器的动作特性受频率影响较大，在这样低的频率下，不能正确工作，有的灵敏度大大降低，有的则根本不能动作。 鉴于上述情况，对于在低转速下可能加励磁电压的发电机通常要装设反应定子接地故障和反应相间短路故障的保护装置。这种保

33、护，一般称为启停机保护。现在一些微机保护装置都有频率自适应（跟踪）功能，保证偏离工频时，特别在发电机在开停机过程（565HZ），不影响保护的灵敏度。因此没有必要再装设启停机保护，海盐力源引进美国GE公司的G60微机保护正是如此。14 逆功率 汽轮机在其主汽门关闭后，发电机变为同步电动机运行，从电机可逆的观点来看，逆功率运行对发电机毫无影响。但是对于汽轮机，其转子将被发电机拖动保持3000r/min高速旋转，叶片将和滞留在汽缸内的蒸汽产生鼓风磨擦，所产生的热量不能为蒸汽所带走，从而使汽轮机的叶片（主要是低压缸和中压缸末级叶片）和排汽端缸温急剧升高，使其过热而损坏，一般规定逆功率运行不得超过3mi

34、n。因此大型机组都要求装设逆功率保护，当发生逆功率时，以一定的延时将机组从电网解列。主汽门关闭后，发电机有功功率下降并变到某一负值，几经摆动之后达到稳态值。发电机的有功损耗，一般约为额定值的1%1.5%，而汽轮机的损耗与真空度及其他因素有关，一般约为额定值的3%4%，有时还要稍大些。因此，发电机变电动机运行后，从电力系统中吸收的有功功率稳态值约为额定值的4%5%，而最大暂态值可达到额定值的10%左右。当主汽门有一定的漏泄时，实际逆功率还要比上述数值小些。现代大型机组一般设置两套逆功率保护，一套是常规的逆率保护。另一套是程序跳闸专用的逆率保护，用于防止汽轮机主汽门关闭不严而造成飞车危险，当主汽门

35、关闭时用逆功率元件来将机组从电网安全解列。我厂逆功率保护为两个部分：一是作为保护装置程序跳闸的起动元件；另一个是作为逆功率保护元件。 二 保护系统出口设置发电机变压器组全停I、II：断开发电机变压器组500kV断路器、发电机磁场断路器、高压厂用变压器的两个6kV分支断路器、关汽轮机主汽门，切换厂用电、起动失灵保护。发电机变压器组非电量全停：断开发电机变压器组500kV断路器、发电机磁场断路器、高压厂用变压器的两个6kV分支断路器、关汽轮机主汽门，切换厂用电。程序跳闸：关主汽门，待确认主汽门关闭后再动作于“发电机变压器组全停”。确认由汽轮机进汽阀限位开关和逆功率继电器实现。起停机出口：断开灭磁开

36、关等。解列灭磁：断开发电机变压器组500kV断路器、断开灭磁开关。解列：断开发电机变压器组500kV断路器减出力：将汽轮机出力减至预定值。减励磁。切换厂用电。信号：发出声、光信号，并向DCS、故障录波等发送信号用于事故记录。发电机保护配置发电机差动保护（两套）：保护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。发电机差动保护为两侧电流差动，发电机中性点侧CT电流信号引入发电机；主变低压侧CT电流信号引入发电机。保护瞬时动作于全停1，保护范围包括：发电机、励磁变。匝间保护：保护发电机定子绕组匝间短路故障。保护动作于全停。保护采用专用电压互

37、感器零序电压过压和负序功率方向原理；区外故障时不误动，区内故障有足够的灵敏系数；电压或电流互感器断线时不误动发电机定子接地保护（两套）：保护发电机定子绕组的单相接地故障，保护由发电机机端基波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。设PT断线闭锁。区外故障时不误动。基波零序电压式接地保护：保护动作于全停1。三次谐波式接地保护：采用三次谐波比原理，保护动作于发信号/全停1。发电机过电压保护（两套）：保护发电机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。保护动作于程序跳闸，切换厂用电/全停1。发电机过激磁保护（两套）：保护发电机过激磁，即当频率降低和电压升高时，

38、引起铁芯的工作磁通密度过高而过热使绝缘老化的保护装置。保护设有定时限和反时限两个部分：定时限延时t1动作于信号，减励磁；延时t2动作于全停1，反时限部分动作于全停1。失磁保护（两套）：保护发电机在发生失磁或部分失磁时，防止危及发电机安全及电力系统稳定运行的保护。保护由发电机端测量阻抗判据、发电机出口电压、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（系统低电压），阻抗元件动作，延时t2程序跳闸/切换厂用电；时限t3到达时动作于程序跳闸/切换厂用电。失步保护（两套）：保护发电机在发生失步时，造成机组受力和热的

39、损伤及厂用电压急剧下降，使厂用机械受到严重威胁，导致停机、停炉严重事故的保护。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1。并装设电流闭锁装置，以保证开关断开时的电流不超过开关额定失步开断电流。发电机过激磁保护（两套）：保护发电机过激磁，即当频率降低和电压升高时，引起铁芯的工作磁通密度过高而过热使绝缘老化的保护装置。保护设有定时限和反时限两个部分：定时限延时t1动作于信号，减励磁；延时t

40、2动作于全停1，反时限部分动作于全停1。失磁保护（两套）：保护发电机在发生失磁或部分失磁时，防止危及发电机安全及电力系统稳定运行的保护。保护由发电机端测量阻抗判据、发电机出口电压、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（系统低电压），阻抗元件动作，延时t2程序跳闸/切换厂用电；时限t3到达时动作于程序跳闸/切换厂用电。失步保护（两套）：保护发电机在发生失步时，造成机组受力和热的损伤及厂用电压急剧下降，使厂用机械受到严重威胁，导致停机、停炉严重事故的保护。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1。并装设电流闭锁装置，以保证开关断开时的电流不超过开关额定失步开断电流。发电机频率异常保护（两套）：保护汽轮机，为防止发电机在频率偏低或偏高时，使汽轮机的叶片及其