1、第七章 發電機保護主要內容7.1 發電機的故障、不正常運行狀態及其保護方式7.2 發電機定子繞組短路故障的保護7.3 發電機定子繞組單相接地保護7.4 發電機負序電流保護7.5 發電機的失磁保護7.1 發電機的故障、不正常運行狀態及其保護方式1.發電機的故障定子繞組 定子繞組及引出線上的相間短路 定子繞組的匝間短路 定子繞組的單相接地故障 轉子繞組 一點接地或兩點接地 轉子勵磁回路勵磁電流消失2.發電機的不正常運行狀 定子繞組過電流 對稱過負荷 負序過電流 定子繞組過電壓 轉子繞組過負荷 逆功率等3.發電機應裝設的保護（1）縱聯差動保護；（2）定子繞組接地保護；（3）定子繞組匝間短路保護；（4

2、）發電機外部相間短路保護；（5）負序過電流保護；（6）定子繞組過負荷保護；（7）定子繞組過電壓保護；3.發電機應裝設的保護（8）勵磁繞組一點及兩點接地保護；（9）失磁保護；（10）勵磁繞組過負荷保護；（11）逆功率保護；（12）過勵磁保護；（13）失步保護；3.發電機應裝設的保護（14）大容量發電機還應考慮配置低頻保護、過頻保護、起停機保護、誤上電保護、斷口閃絡保護等；（15）發電機的非電量保護，如采用水冷卻的發電機應配置斷水保護。7.2 發電機定子繞組短路故障的保護一、比率制動式縱差動保護 正常運行或區外故障時： 內部故障時：動作方程：二、發電機縱差動保護整定計算與靈敏度1.縱差動保護的整定

3、 (1)啟動電流的整定 式中 通常取0.30.3I Igngn (2)拐點電流的整定(3)制動特性的斜率的整定 式中2.發電機縱差動保護的靈敏性 要求計算條件：發電機與系統并列運行以前，其出口發生 兩相短路；發電機采用自同期并列時，在系統最小運 行方式下，其出口發生兩相短路。三、發電機橫差動保護1.發電機裂相橫差動保護基本原理同一分支繞組內部匝間短路1.發電機裂相橫差動保護基本原理同相不同分支繞組匝間短路2.單元件橫差動保護基本原理四、縱向零序電壓式定子繞組匝間短路保護 利用匝間短路時破壞了三相對中性點的對稱，而產生對中性點的零序電壓來實現7.3 發電機定子繞組單相接地保護一、發電機定子繞組單

4、相接地時電氣量的特征機端特點 有零序電壓出現，其大小與成正比； 接地點通過容性零序電流，大小與及CfCf、CwCw有有 關關； 內部發生單相接地時，機端零序電流互感器 中流過的電流為外接元件電容電流，方向由 發電機流向母線； 發生外部單相接地時，機端零序電流互感器 中流過的電流為發電機本身的電容電流，方 向由外部流向發電機。二、利用零序電流構成的發電機定子繞組單相接地保護 零序電流互感器裝在 發電機出口； 采用具有交流助磁的 零序電流互感器； 當相間保護動作時將 接地保護退出。三、利用零序電壓構成的發電機定子繞組單相接地保護整定值：躲正常運行時的不平衡電壓（包括三次諧波電壓），以及變壓器高壓側

5、接地時在發電機端所產生的零序電壓。一般為1530V1530V四、發電機100%定子繞組單相接地保護（85%85%） 用于消除死區 兩部分的保護區應相互重疊7.4 發電機負序電流保護一、負序電流保護的作用針對定子繞組電流不平衡而引起的轉子過熱的一種保護，是發電機的主保護之一。二、定時限負序過電流保護信號跳閘三、反時限負序過電流保護7.5 發電機的失磁保護一、發電機失磁運行及后果失磁故障：發電機的勵磁突然全部消失或部分消失。原因： 轉子繞組故障 勵磁機故障 自動滅磁開關誤跳閘 半導體勵磁系統中某些元件損壞或回路發生故障 誤操作等對電力系統的危害（1）造成系統中大量無功缺少。當系統中無功儲備不足，將

6、引起電壓下降，嚴重時引起電壓崩潰，系統瓦解；（2）造成系統中其他發電機增加無功輸出。使某些發電機、變壓器、輸電線路過電流，后備 保護可能因過流動作，擴大故障范圍；（3）造成有功功率擺動及系統電壓降低?？赡軐е孪噜徴＿\行的發電機與系統之間失去同 步，引起系統振蕩。對發電機的危害（1）轉子繞組出現差頻電流，引起繞組發熱；（2）異步運行后，發電機的等效電抗降低，從系統 中吸收的無功增加，使定子繞組過熱；（3）對大型直接冷卻式汽輪發電機，其轉矩和有功將發生劇烈擺動。這種影響對水輪發電機 更為嚴重，直接威脅機組安全；（4）定子端部漏磁增強，使端部的部件和端部鐵芯過熱。二、發電機失磁后的機端測量阻抗1.等有功阻抗圓（P P 不變）不變）2.臨界失步圓3.失步后的異步運行階段空載失磁時：4.其它運行方式下發電機機端測量阻抗三、發電機失磁保護判據1.主判據（1）靜穩邊界阻抗圓判據（2）異步阻抗圓判據（3）無功方向判據（4）系統三相電壓降低2.輔助判據（1）勵磁電壓下降（2）不出現負序分量（3）用延時躲振蕩四、失磁保護的構成方式按保證電力系統安全運行所允許的最低電壓整定按靜穩邊界圓進行整定按躲空載運行時的最低勵磁電壓整定本章學習重點1. 了解發電機可能發生故障的類型和不正常運 行狀態，針對各種故障和不