1、7.1 發電機的故障、不正常運行狀態及其保護方式l定子繞組v定子繞組及引出線上的相間短路 v定子繞組的匝間短路 v定子繞組的單相接地故障l轉子繞組v一點接地或兩點接地v轉子勵磁回路勵磁電流消失1.發電機的故障l定子繞組過電流l對稱過負荷l負序過電流l定子繞組過電壓l轉子繞組過負荷l逆功率等2.發電機的不正常運行狀態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）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

2、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1I2I1I. . .2I021dIII正常運行或區外故障時： 021dIII內部故障時： 一、比率制動式縱差動保護21dIII221resIII動作方程： d.minres.minresdIIIKI)(res.minresIId.mindII res.minresIIresIdId.minIres.mi

3、nI0ABCk.maxId.maxI1.縱差動保護的整定 (1)啟動電流的整定 )(er2er1reld.minIIKIgner1060II.gner210 II.251rel.Kgnd.min320240II).(式中 通常取0.3Ign resIdId.minIres.minI0ABCk.maxId.maxI二、發電機縱差動保護整定計算與靈敏度(2)拐點電流的整定 gnres.min0150II).(3)制動特性的斜率的整定 res.mink.maxd.mind.maxIIIIKresIdId.minIres.minI0ABCk.maxId.maxI式中 unb.maxreld.maxIK

4、I4020.K2.發電機縱差動保護的靈敏性 dminksenIIK.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。 要求Ksen1.5 1.發電機裂相橫差動保護基本原理 dITAd2nIsetTAdd.r2InII動作利用因電勢差而在各繞組間產生的環流來實現0時，環流較小，保護有死區同一分支繞組內部匝間短路三、發電機橫差動保護 1.發電機裂相橫差動保護基本原理 dITAd2nIsetTAdd.r2InII動作利用兩個分支繞組短路點存在電勢差而產生的環流來實現12時，環流較小，保護有死區同相不同分支繞組匝間短路dI

5、1 2 2.單元件橫差動保護基本原理 gNd.r3020II).(ABC需具有性能良好的三次諧波濾過器TATVN1TV2出口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四、縱向零序電壓式定子繞組匝間短路保護TATVN1TV2出口按躲區外不對稱短路時的最大不平衡電壓整定一般取2.53V。需性能良好的三次諧波濾過器TATVN1TV2出口防止TVN1一次熔斷器熔斷而引起保護誤動作TATVN1TV2出口防止區外故障時匝間短路保護誤動作7.3 發電機定子繞組單相接地保護fCwCAEBECEBDUCDU0UADUAAD1EU)( ABBDEEU ACCDEEU ACDBDAD03

6、1EUUUU )(機端0TAk一、發電機定子繞組單相接地時電氣量的特征fCwCwA0w33CEjI k0U0fIw0Ik0IfA0f33CEjI )(wfAk033CCEjI 0TA特點l有零序電壓出現，其大小與成正比；l接地點通過容性零序電流，大小與及Cf、Cw有關；l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；l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。 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。 中性點附近有死區CWCLXCf二、

7、利用零序電流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），以及變壓器高壓側接地時在發電機端所產生的零序電壓。 一般為1530V 中性點附近有死區CTCLXCf三、利用零序電壓構成的發電機定子繞組單相接地保護+發電機中性點加固定的工頻偏移電壓 零序電壓保護（85%） 附加直流或低頻（12.5Hz或20Hz）電源 利用發電機固有的三次諧波電勢 用于消除死區 兩部分的保護區應相互重疊 或 或 四、發電機100%定子繞組單相接地保護7.4 發電機負序電流保護A2*202*2tItit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。t*2I

8、一、負序電流保護的作用 1234567二、定時限負序過電流保護gN2.set10 II. gN2.set0.6)50II.(s531t跳閘 10s52t信號 abcde(s)t*2I041040010.50. 2*2AItt*2I保護動作特性 三、反時限負序過電流保護AIBICI7.5 發電機的失磁保護失磁故障：發電機的勵磁突然全部消失或部分消失。 原因：l轉子繞組故障l勵磁機故障l自動滅磁開關誤跳閘l半導體勵磁系統中某些元件損壞或回路發生故障l誤操作等 一、發電機失磁運行及后果dE系統dXSXSUdEI異步運行階段穩態異步運行階段21P TP90acP同步振蕩gU對電力系統的危害 （1）造成

9、系統中大量無功缺少。當系統中無功儲備不足，將引起電壓下降，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。可能導致相鄰正常運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

10、熱。1.等有功阻抗圓（P 不變） RjXSjXPU22S1P2P3PdE系統dXSXSUI j22SS2Sge2j2PUXPUZ)(gU二、發電機失磁后的機端測量阻抗2.臨界失步圓（= 90時，Q不變） jXSjXdjXR j2SdSdge2j2jXXXXZ失步區3.失步后的異步運行階段 1X2XadX2RssR)( 12I)()(2ad2ad1gjjjj22XXXXXZSRSRdad1g.maxjXjXjXZdad2ad21g.minXjXXXXXjZ)(空載失磁時： fg時： RjXSjXdjXabcdXjabc1P2P4.其它運行方式下發電機機端測量阻抗gZRjX2gZkZ1gZL3gZL2d