GE 发电机保护与控制系统

电力系统主设备保护之发电机保护
电力系统是现代工业生产和生活的重要支撑，而发电机是电力系统中的关键设备之一。

发电机保护作为电力系统主要设备保护的重要组成部分，其作用是保护发电机不受外部故障和内部故障的影响，确保发电机的安全稳定运行，同时保障整个电力系统的安全稳定运行。

发电机保护系统主要包括对发电机的机械保护、热保护、过流保护、接地保护、失励保护等各种保护装置。

其中机械保护主要是针对发电机的转子和定子部分，通过监测转子的振动、温度和转速等参数来保护发电机的机械部件，避免因机械故障导致发电机的受损。

热保护则是通过监测发电机的温度来保护其绕组和冷却系统，避免由于过热导致发电机的损坏。

过流保护是针对发电机的短路故障而设计的保护装置，通过监测发电机输出线路的电流情况，及时切断故障线路，保护发电机不受损坏。

接地保护则是用来监测发电机接地情况，一旦发生接地故障，及时切除故障，避免对发电机造成二次损坏。

失励保护是为了保护发电机励磁系统的正常运行，一旦发电机失励，保护装置将启动，切断发电机与电力系统的连接，避免发电机无励磁情况下对电网的冲击。

总的来说，发电机保护系统是电力系统中至关重要的一环，它能保护发电机不受外部故障和内部故障的影响，确保发电机的安全稳定运行，保障整个电力系统的安全运行。

因此，必须加
强对发电机保护系统的维护和管理，及时对其进行检测和维修，提高其可靠性和稳定性。

一、概述MARK VI控制系统是GE公司于1999年推出的一种新型控制系统，主要用于燃机、汽机的控制，经扩展后也可用于燃机电厂的控制，它是在原MARK V控制系统的基础上发展而成的。

MARK VI控制系统秉承了原MARK V控制系统的一些主要特点，如控制模块(R，S，T)和保护模块(X，Y，Z)的三冗余TMR(Triple Modular Redundant)结构，软件容错功能SIFT(Softwa re Implemented Fault Tolerant)等等，同时也进一步加强了系统的可扩展性和人机界面的友好度，使控制系统具有更好的适应性和可扩展性。

三、控制系统的网络架构MARK VI控制系统的网络架构如图一所示，整个控制系统具有二层网络：即PDH和UDH。

控制系统的控制器通过UDH与HMI服务器连接，在PDH上挂接着操作员站、打印机、历史数据站等各种外界设备，通过有关端口还可与其他控制系统通讯，以组成一个更大更完整的系统。

2.1厂级数据高速公路网络PDH(Plant Data Highway)PDH是一个对外界(如：DCS)开放的网络系统，它将HMI(Hunan Machine Interface)服务器与操作员站、打印机、历史数据站及其他控制系统联网，但是不能与MARK VI的控制器直接连接，只能通过UDH与其通讯。

PDH采用TCP/IP(Transfer Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协义)通讯协议，其通讯方式为广播式，具有载波监听、多路访问/碰撞检测CSMA/CD(Carrier Sence Multiple Access/JCollision Detection)功能，允许共享一条传输线的多个站点随机访问传输线路，各站点平等竞争，使用32位CRC(Cyclic Rendundancy Check，循环冗余校验)的误码校验技术。

柴油发电机组控制系统工作原理1.监测系统：柴油发电机组控制系统通过传感器和监测设备对发电机组的各个参数进行监测。

这些参数包括发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力、电压、电流等。

监测系统会实时监测这些参数的数值，并将其反馈给控制系统进行处理和判断。

2.控制系统：控制系统是柴油发电机组控制系统的核心部分。

它根据监测系统反馈的参数来控制发电机组的运行状态。

控制系统包括发动机控制器和发电机控制器两个部分。

-发动机控制器：发动机控制器负责监测和控制发动机的运行状态。

它根据监测系统反馈的参数来调整发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力等。

发动机控制器还可以实现发动机的自动启停、负载平衡、燃油控制等功能，以保证发动机的稳定运行。

-发电机控制器：发电机控制器负责监测和控制发电机的工作状态。

它可以实时监测电压、电流、频率等参数，并根据设定值来调整发电机的输出电压和频率。

发电机控制器还可以实现自动切换、自动同步、自动负载共享等功能，以保证发电机组的稳定输出。

3.保护系统：保护系统是柴油发电机组控制系统的重要组成部分。

它负责对发电机组进行各种保护措施，以避免发电机组的损坏和事故发生。

保护系统包括温度保护、压力保护、过载保护、短路保护、缺相保护等。

当发电机组的一些参数超过设定值时，保护系统会发出警报并采取相应的措施，如自动停机、切断负载等，以保护发电机组的安全运行。

4.远程监控和管理：柴油发电机组控制系统还可以实现远程监控和管理。

通过网络连接，可以将发电机组的实时参数和状态传输到远程监控中心，并实现对发电机组的远程监控和管理。

远程监控和管理系统可以对发电机组进行远程调试、故障诊断、数据分析等，以提高发电机组的运行效率和可靠性。

总的来说，柴油发电机组控制系统通过监测、控制、保护和远程管理等功能，实现对发电机组的全面控制和管理，以保证发电机组的安全、高效运行。

发电机保护是确保发电机在正常运行范围内安全运行的重要措施。

发电机保护系统的配置通常包括以下几个方面：电气保护装置：电气保护装置用于监测发电机的电气参数，包括电流、电压、功率因数、频率等。

常见的电气保护装置包括过流保护、欠频保护、过频保护、电压保护等。

这些保护装置可以及时检测到异常电气条件，并采取相应的保护动作，防止发电机受损或故障。

温度保护：发电机内部的高温可能导致绝缘材料老化和损坏，因此需要配置温度保护装置。

常见的温度保护装置包括冷却水温度保护、轴承温度保护、绕组温度保护等。

一旦温度超过设定阈值，保护装置将触发报警或断电动作，以防止发电机过热损坏。

过电压保护：过电压保护装置用于检测发电机输出电压是否超过额定范围。

过电压可能导致绝缘击穿和设备损坏，因此需要配置过电压保护装置。

常见的过电压保护装置包括过电压继电器和过电压限制器等。

欠电压保护：欠电压保护装置用于检测发电机输出电压是否低于额定范围。

欠电压可能导致设备无法正常运行或故障，因此需要配置欠电压保护装置。

常见的欠电压保护装置包括欠电压继电器和欠电压保护继电器等。

地电流保护：地电流保护装置用于检测发电机绕组或设备的接地故障。

地电流可能导致设备损坏或触电危险，因此需要配置地电流保护装置。

常见的地电流保护装置包括差动继电器、接地故障指示器等。

震动保护：震动保护装置用于检测发电机的振动状况。

异常的振动可能表示设备故障或失衡，因此需要配置震动保护装置。

常见的震动保护装置包括振动传感器和震动监测装置等。

以上是发电机保护系统常见的配置，确保发电机在正常运行时具有安全保护和监测功能。

具体的配置将根据发电机类型、容量和运行环境等因素进行定制。

OEL及V/Hz限制器介绍OEL限制/保护EX2100励磁系统OEL限制器中通过对发电机励磁电流进行采样和检测，实现发电机并网状态下的限制及保护（通过转子热积分I2*t实现）以及空载运行状态下的过励磁保护。

当转子热积分I2*t 超过OEL限制器的限制值时，控制器转入FCR（转子电流控制）运行模式，FCR将根据OEL限制器自动设定为一个较低的调整参考值进行调节。

如果在正常运行过程中OEL限制器未启动，FCR输出将保持在高位以确保励磁系统处于AVR（自动）或者FVR（手动）控制方式。

EX2100 OEL限制器还提供了一个冷却方程对发电机过励状态发生后的转子冷却状况。

当OEL限制器动作时，EX2100利用FCR控制器对发电机励磁电流进行调节及限制。

在发电机空载运行状况下，发电机励磁电流将被限制在112% （甚至更少）AFNL（发电机空载额定电流值）以防止发电机以及与之相连的变压器过磁通。

在发电机并网运行状态下，EX2100将对发电机励磁电流进行限制以防止发电机转子因过热而损坏。

然而在励磁电流限制功能启动之前，EX2100也将允许一定的强励输出能力以支持某些故障状态下的系统恢复。

空载状况下的过励磁保护I2*t启动运行条件：V/Hz>0.9（FVR）或控制器运行在自动模式（AVR），且发电机空载运行（出口开关位置状态为断开）过励保护动作过程：发电机空载运行时，当发电机励磁电流达到或超过一个启动设定值“OffLiOEPU”（EX2100默认设定值120%AFNL）时，FCR立即启动。

EX2100启动转子进行热积分（I2*t）计算，对发电机转子进行过励磁保护。

这是一条反时限的保护曲线，该曲线模型可根据“OffLiOELev”、“OffLiOESec”及“OffLiOEInf”参数进行整定。

当发电机励磁电流达到OffLiOEInf 设定值（125%AFNL）时，OEL限制将动作，EX2100保持运行且不会跳机。

发电机保护概要介绍UM发电机是电力系统中最重要的设备之一，它能够将机械能转化为电能，是电力生产的核心。

然而，在发电机运行过程中，可能会遭受多种故障，例如过流、过温、过压等，这些故障不仅会造成发电机本身的损坏，还会对电力系统的正常运行造成威胁。

因此，发电机保护显得尤为重要，本文将介绍一些发电机保护的基础知识。

什么是发电机保护？发电机保护是指在发电机运行过程中，检测并及时处理各种可能的故障，保护发电机的安全运行，避免故障影响电力系统的正常运行。

发电机保护系统主要包括测量、判断、显示、控制与操作等若干功能，对于发电机的故障进行监测、判断、处理和记录。

发电机保护系统的主要功能发电机保护系统的主要功能是对发电机进行保护，避免发电机在运行过程中受到损坏，从而保障电力系统正常运行。

发电机保护系统主要包括以下几个方面的功能：相间短路保护相间短路是发电机常见的一种故障，可能会导致发电机电气损坏或者发电机承受过高的机械负荷。

因此，发电机保护系统必须具备相间短路保护功能，及时切断故障电路，避免故障继续扩大。

地故障保护地故障是指发电机与地之间出现短路或接地故障。

由于地故障电阻较小，发电机会承受过大的电流，导致电气损坏或者机械损坏。

因此，发电机保护系统必须具备地故障保护功能，及时把故障电路切断，避免故障产生更大的影响。

过电流保护发电机过电流是指发电机电流超过额定电流的上限值，可能会导致发电机电气损坏或者机械损坏。

因此，发电机保护系统必须具备过电流保护功能，及时把故障电路切断，避免故障产生更大的影响。

过温保护发电机过温是指发电机温度超过额定温度的上限值，可能会导致发电机绝缘层老化、变形、龟裂等问题。

因此，发电机保护系统必须具备过温保护功能，及时把故障电路切断，避免故障产生更大的影响。

过压保护发电机过压是指发电机电压超过额定电压的上限值，可能会导致发电机电气损坏或者机械损坏。

因此，发电机保护系统必须具备过压保护功能，及时把故障电路切断，避免故障产生更大的影响。

GE发电机变压器保护的配置探讨【摘要】简要介绍了ge公司ur系列继电保护装置g60和t60，通过在燃气蒸汽联合发电厂中的应用，详细论述了各保护的配置特点，以及在装置设定中的注意事项，供同类型机组的保护配置借鉴参考。

【关键词】 ge g60 t60 定子接地过电压过频率发变组1 概述本文以一个燃气蒸汽联合发电厂为实例，介绍ge g60发电机保护和t60变压器保护装置的功能、配置特点，以及装置整定的注意事项。

针对现场具体情况，对保护进行优化，配置了较为完善的保护，为采用同系列保护的电厂提供借鉴。

该电厂燃机使用ge公司9e型机组，发电机容量为125mva，出口电压15kv，经出口并网开关接至升压变压器。

在发电机出口开关和升压变之间母线上，设分支母线至高厂变，为10kv厂用电系统供电。

发电机保护采用双套g60继电器装置，双重化配置。

升压变保护、高厂变保护、lci变压器保护及发变组差动保护均采用t60继电器装置。

2 g60发电机保护运用功能g60是一种发电机综合保护系统，能都保护的机组最大容量可达1000mw。

其功能比较先进，保护类型比较多。

但在该电厂中，实际运用的功能和保护有一下几种：发电机差动保护、意外激励保护、发电机低阻抗保护、负序过流、逆功率及正向低功率保护、失磁保护、反时限过流保护、相瞬时过流保护、pt断线、低频率、过频率、发电机低电压、发电机过电压、过激磁保护、断路器失灵保护、100%定子接地保护、95%定子接地保护、系统接地保护等。

3 g60发电机保护配置特点g60的差动保护，采用双斜率、双拐点比例差动特性。

作为发电机的主保护。

为了给发电机提供较为完善的保护系统，对g60的一些后备保护功能进行了扩充和优化。

下面就其中一些保护的配置及装置整定进行详细介绍。

3.1 定子接地保护该电厂定子接地保护包括基波零序电流接地保护和三次谐波电压接地保护。

发电机中性点采用高阻接地方式，经单相配电变压器（二次侧接电阻）接地。

电力系统中的发电机保护与控制一、引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，而发电机是电力系统中最重要的组成部分之一。

发电机的保护与控制是确保电力系统稳定运行的关键环节。

本文将从发电机保护与控制的基本原理、保护策略和控制技术等方面进行探讨。

二、发电机保护的基本原理发电机是将机械能转化为电能的设备，它在电力系统中的作用是提供电力供应，保障电网的稳定运行。

然而，由于工作环境的复杂性和操作条件的多变性，发电机面临着各种故障风险，如短路、过负荷和不平衡负荷等。

为了保证发电机的正常运行和及时排除故障，发电机保护就显得尤为重要。

发电机保护的基本原理是根据电流、电压和温度等参数的异常变化来判断设备是否存在故障，并通过保护装置采取相应的措施，如断开电源、切除故障负荷等，以保护发电机的正常运行和延长其寿命。

三、发电机保护的策略发电机保护的策略主要包括过电流保护、过负荷保护、温度保护和差动保护等。

1. 过电流保护过电流保护是最常用的保护策略之一，其原理是当发电机输出电流超过额定值时，保护装置会及时切断电源，以防止设备受损。

过电流保护通常分为瞬时过电流保护和时间过电流保护两种。

2. 过负荷保护过负荷保护是发电机保护的另一种重要策略。

发电机的额定功率是指在正常运行条件下，设备可以持续工作的功率。

当负荷超过额定功率时，发电机会面临过负荷运行的风险，此时需要过负荷保护装置进行监测和控制。

3. 温度保护温度保护是发电机保护的关键环节之一。

发电机的正常运行需要保持适宜的温度范围，一旦温度过高，可能会引发设备损坏和甚至火灾等严重后果。

因此，温度保护装置的作用是及时监测和控制发电机的温度变化，保证设备在安全范围内运行。

4. 差动保护差动保护是发电机保护的高级策略之一，它基于电流的差异来判断设备是否存在故障。

通过差动保护装置，可以及时检测到设备的故障点，并通过控制指令实现设备的切除和切入，保护发电机不受故障影响。

四、发电机控制技术除了保护功能之外，发电机的控制也至关重要。

GE 9HA级燃机燃烧控制及燃烧保护系统浅析摘要：GE的9HA级燃气轮机组运行过程中燃烧控制、监视保护及控制分析及应用。

主题词：9HA燃烧系统保护构成一、概述：GE的HA级燃机当前国内引进投入商业运行最大型的重型燃机，在国际上也是属于最先进的燃气机组。

燃气-蒸汽机联合循环发电项目，总装机容量65万千瓦，设计全厂联合循环净效率将高达62％。

而作为燃气轮机核心的燃烧系统，它的安全运行尤为显得重要。

本文通过9HA级燃机燃烧调整、监视、保护研究，阐述DLN燃烧调整原因及目的，并说明了重型燃机运行中排气温度温度场旋转的一般规律，对如何判断并找到故障燃烧器给出了方法。

二、9HA燃气轮机燃烧控制及调整1．燃机燃烧控制的机理以天然气为燃料的９HA燃气轮机，实际影响燃烧的因素主要有：环境温度、天然气成份（热值和密度）、天然气温度。

环境温度的变化反映的是燃空比中空气量的变化，而天然气成份和温度的变化反映的是燃空比中燃料的变化。

在以MARK6e控制系统为平台的燃气轮机透平燃烧控制软件中，以韦伯指数（WMI）来反映天然气变化因素，其定义公式为：LHV为天然气的低位热值 Tfuel 为气体燃料的温度 SG为气体燃料相对于空气的比重一台机组的韦伯指数由现场调试人员调整确定，韦伯指数是反映燃料燃烧性能的综合指数，韦伯指数过高或过低都会使燃烧脉动增大，因此必须将该指数控制在一定的范围内,该范围由燃烧器的硬件设计决定。

GE DLN2.6+燃烧器的MWI允许变化范围极限已由以前的±5%扩大至10%，提高了大气温度、气体燃料热值的变化的适应性。

但是如果超限运行，必然会导致设备损坏。

在影响韦伯系数的三要素中，天然气温度是运行人员唯一能够干预控制的，因此一旦出现关于韦伯系数的报警，运行人员应密切关注进入燃烧器的天然气温度，如出现异常应及时采取措施。

2．DLN（低氮排放）燃烧器的燃烧特点及LBO由于环保要求的提高，燃气轮机要求很低NOx排放，因此在燃烧模式选择上面，燃料、空气比的选取靠近于贫燃料富氧稳燃极限，稳定的燃烧区域变得很小。

发电机自动控制与保护UNICTROL 5000励磁系统自动控制配置有多种型式，我公司选用的是2 AVR+2 FCR+2 BFCR，也就是带有手动紧急备用通道的双通道系统（如下图3－6所示）。

这是目前UNICTROL 5000励磁系统的最高配置。

图3－6带有手动紧急备用通道的双通道系统1. 主通道之间切换这种励磁系统具有两个完全独立的调节器和控制通道（通道1及通道2）。

两个通道完全相同，因此可以自由地选择通道1或通道2作为工作通道。

备用的通道（不工作的通道）总是自动地跟踪工作通道。

基本上，除了下述情况以外，通道的切换可以在任何时间进行：如果工作通道检测到故障，将自动地紧急切换到第二个通道。

而后，直到故障修复才可能再切回到工作通道。

如果不工作的通道故障，不能实现从工作通道到不工作通道的手动切换。

若一个通道发生故障，发电机电压同时也发生动态扰动，立即自动切换到不工作的通道，此不工作的通道不跟随发电机电压的动态扰动。

为了防止这种情况的发生，不工作的通道相对缓慢地跟随发电机电压，并具有一段延时。

1.1主通道自动/手动方式切换这种励磁系统的特点是每个主通道都有一个自动调节器（自动方式）和一个手动调节器（手动方式）。

在自动方式中，发电机电压受到调节，因此，在发电机机端产生恒定的电压。

而在手动方式中，发电机励磁（磁场电流）保持恒定，随着发电机负荷的变化，发电机励磁（磁场电流的设定点）必须手动调整，以使发电机电压不变。

基本上，由于不工作的调节器总是跟随工作调节器，所以在任何时间，手／自动方式之间的切换都是可行的，但应特别注意以下几点：1）如果在自动方式下检测到故障（ 紧急切换到手动方式），直到故障已经消除才能自动地切回到自动方式。

2）如果手动方式有故障，从自动到手动方式的切换就会被阻止。

3）发电机能够在自动方式极限但又允许的运行范围内运行，但这个范围已经超出手动方式允许的运行范围。

在此情况下，手动调节器可以不再跟随自动调节器。

发电机主保护设计发电机是电力系统最重要的设备之一，发电机的安全运行对保证电力系统的稳定运行和电能质量起着决定性的作用。

因此必须针对发电机可能发生的各种不同的故障和不正常的运行状态配装完善的继电保护装置。

5.1发电机故障、不正常运行状态及其保护方式5.1.1发电机的故障类型和不正常运行状态发电机的故障类型主要有：（1）定子绕组相间短路。

（2）定子绕组匝间短路。

（3）定子绕组单相接地。

（4）励磁回路一点或两点接地。

发电机的不正常运行状态主要有：（1）励磁电流急剧下降或消失。

（2）外部短路引起定子绕组过电流。

（3）负荷超过发电机额定容量而引起的过负荷。

（4）转子表层过热。

（5）定子绕组过电压。

5.1.2发电机的保护类型针对上述故障类型和异常运行状态，按规程规定，发电机应装设以下继电保护装置：（1）纵联差动保护。

对于1MW以上的发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵联差动保护。

（2）定子绕组接地保护。

对于直接接于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当单相接地电流大于或等于5A（不考虑弧绕组的补偿作用）时，应装设动作于跳闸的零序电流保护；当接地电流小于5A时，则装设作用于信号的接地保护。

对于发电机变压器组，容量在100MW以上发电机应装设保护区为100%的定子接地保护；容量在100MW以下的发电机应装设保护区不小于90%的定子接地保护。

（3）定子绕组匝间短路保护。

定子绕组为双星形接线且中性点引出六个端子的发电机，通常装设单元件式横差保护，作为匝间短路保护。

对于中性点只有三个引出端子的大容量发电机的匝间短路保护，一般采用零序电压式或转子二次谐波电流式保护装置。

（4）发电机外部相间短路保护。

可采用复合电压启动的过电流保护，用于1MW 以上的发电机。

（5）定子绕组过负荷保护（本设计不考虑）。

（6）定子绕组过电压保护（本设计不考虑）。

（7）转子表层过负荷保护。

50MW及其以上的发电机，应装设时限复序过负荷保护。