发电机保护详细讲解

发电机主保护讲解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。

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。

TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A<IA<ISET(电流门坎)时判为TV二次回路断线，将失磁保护闭锁。

│UA+UB+UC-3U0│≥USET用于判别TV单相或两相断线，低压判据判断三相失压。

在电力系统短路或短路切除等非失磁因素引起系统振荡时，保护采取措施闭锁Ufd(P)，可防止保护误出口。

励磁低电压Ufd(P)判据动作后经t1（2s）发出失磁信号。

励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗判据均满足且无TV二次回路断线时经t2（6s）发出跳闸指令。

励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗、系统低电压判据均满足且无TV二次回路断线时经t3（1s）发出跳闸指令。

2、发电机过激磁保护过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。

过激磁保护分高、低两段定值，低定值经固定延时5s发出信号和降低励磁电压（降低励磁电压、励磁电流的功能暂未用），高定值经反时限动作于解列灭磁。

反时限延时上限为5秒，下限为200秒。

3、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。

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。

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。

发电机保护原理发电机保护原理大型发电机的造价高昂，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，要造成很大的经济损失。

例如，一台20万kW的汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁需停机1个月以上，姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损失就近千万元。

大机组在电力系统中占有重要地位，特别是单机容量占系统容量较大比例的情况下，大机组的突然切除，会给电力系统造成较大的扰动。

因此，发电机的安全运行对电力系统的正常工作、用户的不间断供电、保证电能的质量等方面，都起着极其重要的作用。

1.发电机故障形式由于发电机是长期连续旋转的设备，它既要承受机身的振动，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子线圈的损坏。

因此，发电机在运行中，定子绕组和转子励磁回路都有可能产生危险的故障和不正常的运行情况。

一般说来，发电机的故障和不正常工作情况有以下几种：(1)定子绕组相间短路故障：定子绕组相间短路故障是对发电机危害最大的一种故障。

故障时，短路电流可能把发电机烧毁。

(2)定子绕组匝间短路：定子绕组匝间短路时，在匝间电压的作用下产生环流，可能使匝间短路发展为单相接地短路和相间短路。

(3)定子绕组接地故障：定子绕组的单相接地故障是发电机内较常见的一种故障，故障时，发电机电压系统的电容电流流过定子铁心，造成铁心烧伤，当此电流较大时将使铁心局部熔化。

(4)励磁回路接地故障：发电机励磁回路一点或两点接地时，一般说来，转子一点接地对发电机的危害并不严重，但一点接地后，如不及时处理，就有可能导致两点接地，而发生两点接地时，由于破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈振动，或将转子绕组烧损。

(5)定子绕组过负荷：超过发电机额定容量运行形成过负荷时，将引起发电机定子温度升高，加速绝缘老化，缩短发电机的寿命，长时间过负荷，可能导致发电机发生其他故障。

(6)定子绕组过电压：调速系统惯性较大的发电机，如水轮发电机或大容量的汽轮发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。

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。

电力系统发电机保护在电力系统中，发电机作为重要的电源设备之一，起着稳定供电和保障电力系统正常运行的关键作用。

然而，由于各种原因，如过载、短路、电压异常等，发电机可能面临着各种潜在的故障风险，因此必须有有效的保护措施。

本文将介绍电力系统发电机的保护原则、保护装置以及常见的保护方案。

一、发电机保护原则1. 过载保护过载是指发电机承受超过其额定容量的电流。

过载会导致发电机绕组温升过高，损坏绝缘材料，甚至引发火灾。

因此，过载保护是发电机保护的最基本原则。

发电机的过载保护通常通过测量发电机的电流来实现，一旦电流超过设定值，保护装置将切断发电机的供电。

2. 短路保护发电机的短路保护是为了防止短路故障导致电流暴增，损坏发电机绕组。

短路保护通常包括发电机内部和外部的短路保护。

内部短路保护主要是针对发电机绕组内部出现短路故障，外部短路保护主要是针对发电机输出线路与其他系统组件之间出现短路故障。

常用的短路保护装置有熔断器、断路器等。

3. 低电压保护低电压是指发电机输出电压低于其额定值的情况。

低电压可能导致电力系统无法正常运行，影响供电可靠性。

因此，保护装置需要对低电压进行监测，并在低电压出现时采取相应的措施，如切断发电机的供电或通过其他方式提高输出电压。

4. 过频保护和过速保护过频和过速是指发电机输出频率和转速超过其额定值。

过频和过速可能导致发电机旋转部件破裂，机械损坏，甚至引发设备事故。

因此，需要采取相应的过频保护和过速保护措施，如安装速度开关、频率继电器等。

二、发电机保护装置1. 发电机差动保护装置发电机差动保护装置是一种常用的发电机保护装置，通过测量发电机输入和输出侧的电流，实现对发电机的保护。

当输入电流和输出电流存在差异时，差动保护装置将切断发电机的供电，以保护发电机不受损坏。

2. 频率保护装置频率保护装置用于监测发电机的输出频率，一旦频率超过或低于设定值，保护装置将采取相应的保护措施，避免发电机因频率异常而受损。

电力系统主设备保护之发电机保护1. 引言发电机作为电力系统中最重要的主设备之一，对电力系统的稳定运行起着至关重要的作用。

然而，发电机在运行过程中会面临各种各样的故障和异常情况，如过载、短路、超励、欠励等。

为了保证发电机的安全运行、延长发电机的使用寿命，必须对发电机进行全面有效的保护。

本文将介绍发电机保护的基本原理、保护措施以及保护装置的选型和调试等内容。

2. 发电机保护原理发电机保护的基本原理是通过对发电机的各项参数进行监测和测量，当发生故障或异常情况时，及时采取保护措施，保护发电机不受损害。

发电机保护通常包括以下几个方面：2.1 过载保护过载是指发电机长时间工作在超过额定负载的状态下，会引起发电机温升过高，甚至损坏绕组绝缘。

因此，在发电机的过载保护中，需要根据发电机的额定功率和额定电流进行合理的设置。

2.2 短路保护短路是指发电机绕组中的两个或多个相之间或相与地之间发生直接接触，产生大电流，会导致发电机绕组烧坏。

短路保护的主要目的是在发生短路时，迅速切断故障电路，防止发电机受损。

2.3 欠电压保护欠电压是指发电机输出电压低于额定值的状态，可能是由于系统故障或负荷过重引起。

欠电压保护的作用是及时检测到发电机输出电压的异常，保护发电机免受继续运行在低电压状态下的风险。

2.4 过热保护过热是指发电机运行过程中绕组温度升高超过正常范围，会对绕组绝缘造成损坏，甚至引发火灾。

过热保护的措施包括对发电机绕组温度进行实时监测，并在温度超限时采取相应的保护措施。

2.5 欠频和超频保护欠频是指发电机输出频率低于额定值，超频则相反。

欠频和超频保护的目的是保护发电机，防止在频率异常情况下继续运行，导致发电机受损。

3. 发电机保护措施为了保护发电机，通常采用以下几种保护措施：3.1 主保护及备用保护发电机通常配备有主保护和备用保护，以确保在主保护失效时，备用保护能及时接管保护功能。

这样可以避免因保护装置失效而导致发电机受损。

4.发电机保护4.1 发电机差动保护 4.1.1 比率差动保护比率差动动作方程为：CD d I I > )(GD r I I <)()(GD r GD r CD d I I I I K I I ≥-⨯+>|..|21I I I d +=2|..|21I I I r -=式中：I d 为差动电流，I r 为制动电流，I SD 为差动速断定值，I CD 为比率差动门槛值，I GD 为拐点电流，K 为制动系数，定值范围为0.30~0.50，一般取0.50。

I 1，I 2为发电机机端及中性点侧电流。

4.1.2 标积制动式差动保护标积制动式差动保护动作方程为： Id>ICD ① Id>K •Ir ②当①、②同时满足保护动作。

|..|21I I I d +=ϕcos 21⋅I I ， 当cos φ>0，即1.I 、－2.I 夹角小于9000 ， 当cos φ≤0，即1.I 、－2.I 夹角大于900式中：I d 为差动电流，I r 为制动电流，I SD 为差动速断定值，I CD 为差动门槛定值，I e 为额定电流，K 为制动系数，定值范围为0.80~1.20，一般取1.00。

I 1，I 2为发电机机端及中性点侧电流。

一般地，当外部短路时，cos φ>0，保护可靠制动；内部短路时，cos φ<0，Ir=0，Id>Icd ，保护灵敏动作。

为了纵差保护可应用不考虑暂态特性的保护级电流互感器5P 或10P ，纵差保护的制动特性ABCD 增设垂线CD 。

若-90o ≤φ≤90o ，cos φ>0，当Ir ≥2.5Ie ，且I 1≥2.5Ie 和I 2≥2.5Ie 时，标积制动式差动保护被闭锁，仅投入差动速断保护，完全避免了外部短路时P 级互感器暂态不平衡电流大而引起的误动。

4.1.3 高性能的TA 饱和判断原理采用‘综合时差’法结合TA 暂态及稳态饱和时的波形特征，判定故障性质。

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,用于保护汽轮机差动保护及范围。

发电机都是星形连接，正常情况下，每相定子线圈进线端和尾端（星点）电流是一样的，当定子线圈发生故障，匝间短路、相间短路、绝缘不好等故障时，定子线圈进线端和尾端（星点）电流就不一样大，接在进线端和尾端（星点）的电流互感器器就会产生电流差，引起差动继电器动作跳闸，这就是差动保护。

第八章发电机保护第一节发电机的故障、不正常运行状态和发电机的保护方式发电机的安全运行对电力系统的正常工作和供电的电能质量起着重要作用，并且发电机还是非常贵重的电气元件，因此，针对发电机的各种故障和不正常运行状态，装设性能完善的发电机保护装置。

1.发电机主要由定子和转子组成。

发电机可能发生的故障有：定子绕组的相间短路、定子绕组一相的匝间短路、定子绕组单相接地；转子绕组的一点或两点接地、转子励磁回路励磁电流异常下降或完全消失。

2.发电机的不正常运行状态主要有：外部短路引起的定子绕组过电流；负荷超过发电机额定容量引起的三相对称过负荷；外部不对称短路或不对称负荷（如单相负荷、非全相运行等）引起发电机负序过电流和过负荷；发电机突然甩负荷引起的定子绕组过电压；发电机励磁回路故障或强励时间过长引起的转子绕组过负荷；汽轮机主汽门突然关闭引起的发电机逆功率等。

3.按规程规定，发电机的保护方式有：（1）对于１ＭＷ以上的发电机定子绕组及引出线的相间短路，应装设纵联差动保护。

（2）对于直接连于母线的发电机单相定子绕组接地故障，当发电机电压电网的接地电容电流大于或等于５Ａ时（不考虑消弧线圈的作用），应装设动作于跳闸的零序电流保护；当接地电流小于５Ａ时，则装设动作于信号的接地保护。

对于发电机变压器组，一般在发电机电压侧装设作用于信号的接地保护；当发电机电压侧接地电容电流大于５Ａ时，应装设消弧线圈。

容量在１００ＭＷ及以上的发电机，应装设保护区为１００％的定子接地保护。

（3）发电机定子绕组的匝间短路，当绕组接成星形且每相中有引出的并联支路时，应装设单继电器式横联差动保护。

（4）对于发电机外部短路引起的过电流，可采用下列保护方式：1）负序过电流及单相式低电压起动过电流保护，通常用于50MW及以上的发电机；2）复合电压起动的过电流保护；3）过电流保护，用于1MW以下的小发电机。

（5）对于由不对称负荷或外部不对称短路引起的负序过电流，一般在50MW及以上的发电机上装设负序电流保护。