【专业知识】发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障配置主保护规定

乙站机组主要保护及范围规定1 电气专业1.1 发电机设有下列保护:（1）发电机纵差保护：该保护是发电机定子绕组及其出线（中性点2TA与发电机机端9TA间）各种相间短路故障的主保护，瞬时动作于全停。

（2）发电机定子匝间保护：保护作为发电机定子绕组匝间短路故障的主保护，保护灵敏段瞬时动作于全停。

受制动灵敏段经延时动作于全停。

（3）发电机定子接地保护：保护作为发电机定子绕组及引出线（机端1TV以内）单相接地故障保护。

动作后分别经延时发信号和全停（断开出口压板后只发信号）。

（4）发电机对称过负荷保护：保护作为由于发电机过负荷引起的发电机定子绕组过电流故障保护。

保护由定时限和反时限两部分组成，定时限部分经延时动作于信号和减出力。

反时限部分经延时动作于解列。

（5）发电机不对称过负荷保护：保护作为由于发电机不称过负荷及区外不对称短路故障的后备保护。

保护由定时限和反时限两部分组成，定时限经延时动作于信号。

反时限经延时动作于解列。

（6）发电机转子一点接地保护：保护作为发电机转子单相接地故障保护，保护动作后延时发信号。

（7）发电机转子两点接地保护：发生一点接地保护自动投入，保护动作后延时全停。

（8）发电机失磁保护：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的保护，设4个时限段，分别动作于减出力、切换厂用电、经延时解列。

（9）发电机复合电压过流保护：由低电压判据和过流判据以及负序过电压判据共同构成，保护动作后经延时全停。

（10）电超速保护：当发电机定子电流低于25％额定电流时，保护动作后经出口继电器向热工提供一个电信号。

1.2 主变压器设有下列保护:（1）发电机变压器组差动保护：发变组差动保护作为发变组及其引出线范围（机尾1TA、主变高压侧19TA、主变中压侧27TA、高厂变低压A分支侧8TA、高厂变低压B分支侧14TA之间）内短路故障的主保护，保护瞬时动作于全停。

（2）主变压器纵差保护：保护作为主变压器绕组内部、出线套管的及其引出线（主变高压侧18TA、主变中压侧26TA、主变低压侧6TA、高厂变高压侧5TA之间）短路故障的主保护，保护瞬时动作于全停。

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。

7.1 简述发电机保护的配置答：（1）对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵差动保护。

（2）对直接连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）大于规定的允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。

（3）对于发电机定子绕组的匝间短路，当定子绕组星形接线、每相有并联分支且中性点侧有分支引出端时，应装设横差保护。

200MW及以上的发电机有条件时可装设双重化横差保护。

（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）负序过电流及单元件低电压启动过电流保护，一般用于50MW及以上的发电机；2）复合电压（包括负序电压及线电压）启动的过电流保护，一般用于1MW 以上的发电机；3）过电流保护，用于1MW及以下的小型发电机；4）带电流记忆的低压过电流保护，用于自并励发电机。

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

（6）对于由对称负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设接于一相电流的过负荷保护。

（7）对于水轮发电机定子绕组过电压。

应装设带延时的过电压保护。

（8）对于发电机励磁回路的一点接地故障，对1MW及以下的小型发电机可装设定期检测装置；对1MW以上的发电机应装设专用的励磁回路一点接地保护装置。

（9）对于发电机励磁消失故障，在发电机不允许失磁运行时，应在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器；对采用半导体励磁以及100MW及以上采用电机励磁的发电机，应增设直接反应发电机失磁时电气参数变化的专用失磁保护。

（10）对于转子回路的过负荷，在100MW及以上，并且采用半导体励磁系统的发电机上，应装设转子过负荷保护。

（11）对于汽轮发电机主汽门突然关闭而出现的发电机变电动机运行的异常运行方式，为防止损坏汽轮机，对200MW及以上的大容量汽轮发电机宜装设逆功率保护；对于燃气轮发电机，应装设逆功率保护。

大型发电机及发变组保护配置5.2 发电机保护配置5.2.1 一般原则5.2.1.1 对于大型发电机的下列故障及异常运行状态，应按本条的规定，装设相应的保护。

a)定子绕组相间短路；b)定子绕组接地；c)定子绕组匝间短路；d)发电机外部相间短路；e)定子绕组过电压；f)定子绕组过负荷；g)转子表层（负序）过负荷：h)励磁绕组过负荷；i)励磁回路接地；j)励磁电流异常下降或消失；k)定子铁芯过励磁；l)发电机逆功率；m)频率异常；n)失步；o)调相运行与系统解列；p)轴绝缘破坏；q)发电机突然加电压；r)发电机启、停故障；s)其他故障和异常运行。

5.2.1.2 发电机出口装设断路器时，上述各项保护，宜根据故障和异常运行状态的性质及动力系统具体条件，分别动作于：a)停机：断开发电机出口断路器、灭磁。

对汽轮发电机，还要关闭主汽门；对水轮发电机还要关闭导水叶。

b)解列灭磁：断开发电机出口断路器、灭磁。

汽轮机甩负荷，水轮机关导水叶至空载。

c)解列：断开发电机出口断路器。

汽轮机甩负荷，水轮机关导水叶至空载。

d)减出力：将原动机出力减到给定值。

e)缩小故障影响范围：断开预定的其他断路器。

f)程序跳闸：对汽轮发电机首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳发电机出口断路器并灭磁；对水轮发电机，首先将导水叶关到空载位置，再跳开发电机出口断路器并灭磁。

g)减励磁：将发电机励磁电流减至给定值。

h)信号：发出声光信号。

5.2.1.3 发电机出口不装设断路器时，上述各项保护，宜根据故障和异常运行状态的性质及动力系统具体条件，分别动作于：a）停机：断开主变压器高、中压侧断路器、灭磁。

对汽轮发电机，还要关闭主汽门，断开高压厂用工作变压器低压侧分支断路器，启动厂用电源切换等；对水轮发电机还要关闭导水叶。

b）解列灭磁：断开主变压器高、中压侧断路器，灭磁。

汽轮机甩负荷，断开高压厂用工作变压器低压侧分支断路器，启动厂用电源切换等；水轮机关导水叶至空载。

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。

【专业知识】发电机定子绕组及其引出线相间短路故障配置保护规定【学员问题】发电机定子绕组及其引出线相间短路故障配置保护规定？【解答】1、1MW、及以下单独运行的发电机，如中性点有引出线，则在中性点侧装设过电流保护；如中性点无引出线，则在发电机端装设低电压保护。

2、1MW、及以下与其它发电机或与电力系统并列运行的发电机，应在发电机机端装设电流速断保护。

如电流速断保护灵敏系数不符合要求，可装设纵联差动保护；对中性点没有引出线的发电机，可装设低压过流保护。

3、对1MW、以上的发电机，应装设纵联差动保护。

4、对发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的纵联差动保护；当发电机与变压器之间没有断路器时，100MW、及以下发电机，可只装设发电机变压器组共用纵联差动保护，100MW、以上发电机，除发电机变压器组共用纵联差动保护外，发电机还应装设单独的纵联差动保护，对200～300MW、的发电机变压器组亦可在变压器上增设单独的纵联差动保护，即采用双重快速保、护。

5、对300MW、及以上汽轮发电机变压器组，应装设双重快速保护，即装设发电机纵联差动保护、变压器纵联差动保护和发电机变压器组共用纵联差动保护，当发电机与变压器之间有断路器时，装设双重发电机纵联差动保护。

6、应对纵联差动保护采取措施，例如用带速饱和电流互感器或具有制动特性的继电器，在穿越性短路及自同步或非同步合闸过程中，减轻不平衡电流所产生的影响，以尽量降低动作电流的整定值。

7、如纵联差动保护的动作电流整定值大于发电机的额定电流，应装设电流回路断线监视装置，断线后动作于信号。

8、规定装设的过电流保护、电流速断保护、低电压保护、低压过流和纵联差动保护，均应动作于停机。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。

电力装置的继电保护和自动装置设计规范中华人民共和国国家标准GB 50062－92条文说明前言根据国家计委计综[1986] 2630号文的要求，由能源部东北电力设计院对《工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GBJ62-83进行了修订，经建设部建标[1992] 425号文批准发布。

名称改为《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB 500062-92。

为便于广大设计、施工、科研、学校等有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，规范编订组根据国家计委关于编制规范条文说明的统一要求，按规范的章、节、条顺序编制了条文说明，供有关人员参考。

在使用中如遇有问题，请将意见和有关材料寄交能源部电力规划设计总院和东北电力设计院《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》修订组。

本条文说明仅供国内有关部门和单位执行本规范时使用，不得翻印。

1992年7月目录第一章总则第二章一般规定第三章发电机的保护第四章电力变压器的保护第五章 3～63KV中性点非直接接地电力网中线路的保护第六章 110kV中性点直接接地电力网中线路的保护第七章母线的保护第八章电力电容器的保护第九章 3KV及以上电动机的保护第十章自动重合闸第十一章备用电源和备用设备的自动投入装置第十二章自动低频减载装置第十三章同步并列及解列第十四章二次回路第一章总则第1．0．1条说明制定本规范的目的。

本规范作为国家标准，是全国各地区、各部门共同遵守的准则和依据。

制定本规范的目的在于贯彻执行国家的技术经济政策，使继电保护和自动装置的设计，做到安全可靠、技术先进和经济合理。

就其内容来讲是关于设计要求方面的一些原则规定，考虑到实用的需要，一些条款规定的比较具体、比较详细。

第1．0．2条原规范适用于3－35kV电力设备和线路的继电保护和自动装置。

考虑到国民经济和电力建设的发展，许多工业企业及民用电力装置的电压等级已超过35kV，工矿企业自备电站也有很大发展。

因此要求规范提高电压适用的范围，增加发电机和变压器的有关内容。

1 发电机差动保护发电机差动保护作为发电机定子绕组及出线的相间短路故障的主保护。

保护采用比率制动原理。

为防止TA断线差动误动，任一相电流互感器断线，均应能闭锁差动，TA断线功能应设置开关，使其能投能退。

发电机差动瞬时动作于全停。

2 发电机变压器组差动保护发变组差动作为发变组及其引出线范围内短路故障的主保护。

保护采用二次谐波电流制动原理。

为防止TA断线差动误动，任一相电流互感器断线，均应能闭锁差动，TA断线功能应设置开关，使其能投能退。

保护瞬时动作于全停。

3 发电机横差保护发电机横差保护作为发电机定子绕组匝间短路故障的主保护，保护动作于全停。

本保护只有一组CT，两屏需共用此CT电流。

判据1(无制动特性):Iop(横差电流) Iget动作电流整定值4 发电机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。

该保护由阻抗元件、UL -P元件、UL<元件及机端电压等元件通过一定的逻辑关系构成，。

失磁保护电流、电压取自发电机机端。

保护t1动作于信号，t2、t3动作于解列或程序跳闸。

5 发电机过电压保护发电机过电压保护作为发电机定子绕组的异常过电压保护并由主变高压侧断路器辅助接点(常开)闭锁，并网前投入，并网后退出。

发电机过电压经延时动作于全停。

6 发电机基波定子接地保护发电机定子接地保护作为发电机定子绕组单相接地故障的保护。

保护由反应定子中性点基波零序电压判据（保护95%）构成，基波零序电压定子接地保护带时限动作于信号和程序跳闸。

7 转子一点、两点接地保护采用乒乓式原理构成，一点接地保护延时动作于信号；一点接地后启动两点接地，两点接地保护延时动作于全停。

8 逆功率保护作为系统向发电机倒送有功，发电机变电动机运行异常工况的保护。

由灵敏的功率元件构成。

保护设二段延时，t1发信号，t2动作于程序跳闸。

9低阻抗保护采用偏移阻抗特性，经延时动作于解列灭磁。

设有PT断线闭锁及过电流闭锁。

10 负序过流保护负序过流保护作为发电机不对称故障的保护。

发变组各保护的作用及保护范围1．发电机的纵差动保护发电机的纵差保护能快速而灵敏地切除发电机定子绕组及引出线发生的故障，是发电机的内部相间短路的主保护。

2．发电机的匝间短路保护发电机的匝间短路保护有两种类型：横联差动保护和反应零序电压的匝间短路保护，切除发电机定子匝间短路。

3．发电机定子绕组单相接地保护反应基波零序电压的定子绕组接地保护切除发电机端至中心点85%-95%范围内的定子绕组单相接地故障；反应三次谐波电压定子绕组接地保护，其保护区为中性点至的机端的50％；两保护区加起来构成１００％的保护区。

4．发电机后备保护发电机后备保护可采用低电压起动的过电流保护，复合电压起动的过电流保护或负序电流加单相式低电压起动的过电流保护。

当对灵敏度和时限配合的要求较高时，还可采用阻抗保护作为后备保护。

发电机后备保护作发电机的纵差保护的后备保护。

5．转子一点接地保护转子一点接地时发信号或跳闸。

6．转子两点接地保护转子一点接地保护动作后投转子两点接地保护，切除转子两点接地故障。

7．发电机失磁保护发电机失磁后动作于发信号或跳闸8．发电机逆功率保护机炉保护动作或其他原因使汽轮机主汽门误关闭，而断路器未跳闸，发电机变成电动机运行，从系统吸收有功功率。

发电机逆功率保护动作跳闸。

9．发电机—变压器组差动保护快速而灵敏地切除发电机定子绕组，变压器绕组，发电机与变压器的连线发生的故障，是发电机和变压器的内部相间短路主保护。

10．高压厂用变压器差动保护能快速而灵敏地切除高压厂变绕组的故障，是高压厂变内部相间短路的主保护。

11．发电机定子反时限过负荷保护发电机对称过负荷时动作于发信号或跳闸。

12．发电机定子负序反时限过负荷保护发电机非对称过负荷时动作于发信号或跳闸。

18．定子绕组过电压保护定子绕组过电压保护动作于跳闸或发信号。

14．主变压器过励磁保护主变压器过励磁时保护动作于发信号或跳闸。

15．变压器零序电流保护作变压器中性点接地侧接地故障的后备保护和相联线路接地故障的后备保护。