第1章发变组保护
1概述
1.1根据《继电保护和安全自动装置技术规程》DL400-91及相关反措要求，我公司发电机、主变、
高厂变、高公变、励磁变保护按全面双重化（即主保护和后备保护均双重化）配置。
1.2发电机、主变、高厂变、高公变、励磁变、#03起备变保护全部采用许继集团公司的WFB—800
系列保护装置。
1.3每台机组设置一台保护管理机，负责实现该台机组的各套保护装置的信息量的上传及进行远方诊
断和整定(就地可设置闭锁功能)。起备变保护可接入其中一台机组的管理机。保护管理机具备RS485, 和DCS间及信息管理子站间的通信规约待设计确定后决定。对外的通讯接口回路应上
至端子。在放置管理机的屏上配置打印机。
1.4各保护装置的逻辑回路由独立的逆变器供电。在直流电源恢复(包括缓慢恢复)至额定电压的80%
时直流逆变电源能自动恢复。直流电源回路有监视。当直流电源失去时，发出相应信号，且不能
造成保护装置误动作。
1.5当电压互感器因断线失电时，接于该组电压互感器的保护装置闭锁该装置中的各套保护，并发出
“电压互感器断线信号”。
1.6发电机的励磁方式为机端静态励磁。后备保护能满足以下情况发生时的正确动作：在机端及其邻
近区域发生短路故障时，由于机端电压下降，引起励磁电压下降，进而导致短路电流衰减。
1.7每台机组（包括发电机、主变压器、励磁变、高厂变、公用变）按双主双后备保护配置，电量保
护共设置4面屏。其中非电量保护与保护管理机共组一面屏。每台机组共配置5面屏。高压起动
备用变也按双主双后备保护配置，设两面屏，其中一面屏上配有220kV断路器三相双跳闸操作箱
一台。
1.8两套微机型保护装置（包括出口跳闸回路）完整、独立安装在各自的屏内，之间没有任何电气联
系。当运行中的一套保护因异常需退出或检修时，不影响另一套保护的正常运行。
1.9每套装置的交流电压和交流电流分别取自电压互感器和电流互感器互相独立的绕组，其保护范围
交叉重迭，避免死区。
2发变组保护配置和动作情况
2.1发电机保护
1）发电机差动保护：保护能在区外故障时可靠地躲过两侧CT特性不一致所产生的不平衡电流，区内故障保护灵敏动作。保护采用三相式接线, 由两侧差动继电器构成，瞬时动作于全停。
2）发电机定子接地保护：保护由发电机机端零序电压和中性点侧三次谐波电压共同构成100%保护区的定子接地保护，基波跳闸，三次谐波发信号。设PT断线闭锁。区外故障时不误动。
3）发电机过电压保护：过电压保护动作电压取1.3倍额定电压，延时0.5秒动作于全停。
4）低频保护：低频保护反应系统频率的降低，保护由灵敏的频率继电器和计数器组成，并受出口断路器辅助接点闭锁。即发电机退出运行时低频保护自动退出运行。保护动作于发信号或全停。
装置在运行时可实时监视定值，频率及累计时间的显示。两套保护之间宜有连续跟踪和数据累计
功能。
5）失步保护：保护由三阻抗元件或测量振荡中心电压及变化率等原理构成,在短路故障、系统稳定振荡、电压回路断线等情况下,保护不误动作。能检测加速和减速失步。
保护通常动作于信号,当振荡中心在发电机变压器内部,失步动作时间超过整定值或电流振荡次数超
过规定值时,保护动作于全停。并装设电流闭锁装置,以保证断路器断开时的电流不超过断路器额定
失步开断电流。
6）失磁保护：保护由发电机端测量阻抗判据、变压器高压侧低电压判据、定子过电流判据组成。设PT断线闭锁。
闭锁元件动作，阻抗元件动作发出失磁信号经延时t1动作减出力。
闭锁元件动作，阻抗元件动作延时t2切换厂用电源。
闭锁元件动作，系统电压低于动作允许值时经延时t3动作于全停或程序跳闸。
7）发电机逆功率保护：保护动作分两段时限t1发信号，t2动作于全停，具备PT断线闭锁功能。
8）程序跳闸逆功率保护：保护为程序跳闸专用,用于确认主汽门完全关闭。由逆功率继电器作为闭锁元件,其整定值为(1-3)%发电机额定功率。保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于全停。
9）发电机过激磁保护：过激磁是以V/HZ的比值为动作原理，设有两段定值。定时限带时限动作于信号和降低励磁电流，反时限部分动作全停或程序跳闸。
10）发电机对称过负荷保护：保护由定时限和反时限组成，定时限部分带时限动作于信号和自动减负荷。反时限部分保护反应电流变化时发电机定子绕组的热积累过程。动作特性按发电机定子绕组
的过负荷能力确定，动作于全停或程序跳闸。
11）发电机不对称过负荷保护：保护由定时限和反时限组成,定时限动作于信号,动作电流按躲过发电机长期允许的负序电流值和按躲过最大负荷下负序电流滤过器的不平衡电流值整定。反时限保护反应发电机转子热积累过程。动作特性按发电机承受负序电流的能力确定,动作于全停或程序跳闸。12）发电机突加电压保护：保护由电流元件及电压元件构成，动作于发变组出口断路器。发变组出口断路器合闸后,该保护退出，解列后自动投入运行。
13）发电机定子匝间短路保护：保护瞬时动作于全停。
14）PT断线闭锁：保护由电压元件构成，动作于信号。
15）励磁绕组过负荷保护：保护由定时限和反时限两部分组成。定时限部分动作电流按正常励磁电流下能可靠返回的条件整定，带时限动作于信号，并动作于降低励磁电流；反时限部分动作特性按发电机励磁绕组的过负荷能力确定，并动作于解列灭磁。保护能反应电流变化时励磁绕组的热积累过程。
16）转子一点及两点接地保护：一点接地保护带时限动作于信号，两点接地保护带时限动作于停机。17）起停机保护：保护发电机在启、停机过程中发生相间和接地故障时，防止某些保护装置受频率变化影响而拒动的保护装置。
18）励磁变过流保护/速断：保护瞬时动作于全停。
2.2变压器保护
1）主变差动保护：保护采用二次谐波制动比率差动原理的四侧差动继电器构成,并且保护有电流速断元件,保护瞬时动作于全停。
2）主变零序过流：保护带一段时限t1动作于全停。
3）主变压器过激磁保护：过激磁是以V/HZ的比值为动作原理，设有两段定值。定时限带时限动作于信号和降低励磁电流，反时限部分动作全停或程序跳闸。
4）主变压器阻抗保护：作为外部相间短路的后备保护，保护经延时动作于全停。
5）主变通风：单相电流元件动作于启动辅助冷却器。
6）高厂变差动保护：保护采用二次谐波制动原理的三侧差动,瞬时动作于全停。并具有CT断线判别及闭锁功能。
7）高厂变复合过流保护：由复合电流判据构成，经一段延时动作于全停。
8）高厂变通风：单相电流动作于启动辅助冷却器。
9）高厂变分支过流保护：延时动作于本分支断路器,并闭锁备用电源切换。
10）高厂变分支零序过流：保护带一段时限,t1动作于跳本分支断路器,并闭锁备用电源自投。
11）公用变差动保护：保护采用二次谐波制动原理的两侧差动，瞬时动作于全停。并具有CT断线判别及闭锁功能。
12）公用变复合过流保护：由复合电流判据构成,经一段延时动作于全停。
13）公用变零序过流：保护带一段时限t1动作于跳本分支断路器,并闭锁备用电源自投。
14）公用变通风：单相电流动作于启动辅助冷却器。
15）起动/备用变差动保护：保护采用二次谐波制动原理的差动，瞬时动作于全停。并具有CT断线判别及闭锁功能。
16）起动/备用变复合过流保护：由复合电流判据构成，经一段延时动作于全停。
17）起动/备用变零序过流：保护带一段时限t1动作于全停。
18）起动/备用变分支过流：保护带一段时限t1动作于跳A（B）备用分支开关
19）起动/备用变失灵启动：按25项反措。
2.3非电量保护
1）发电机断水保护：瞬时发信号，延时动作于程序跳闸，并可切换到全停。
2）热工保护：动作于发信号或动作于全停。
3）主变冷却器故障：当变压器冷却器全停时瞬时发信号，动作于全停或程序跳闸。
4）主变油位：油位低、油位超低动作于发信号。
5）主变温度：动作于发信号及跳闸。(绕组温度高、绕组温度超高、油温高、油温超高)
6）主变瓦斯：轻瓦斯动作于发信。重瓦斯动作于全停或切换至信号。
7）主变压力释放：动作于发信号或全停。
8）高厂变冷却器故障：当变压器冷却器全停时瞬时发信号,延时动作于厂用电切换或全停。
9）高厂变油位异常：动作于发信号。
10）高厂变温度：动作于发信号及跳闸。(绕组温度高、绕组温度超高、油温高、油温超高)
11）高厂变瓦斯：重瓦斯动作于全停或切换至信号，轻瓦斯动作于发信号。
12）高厂变压力释放：动作于发信号或全停。
13）高厂变压力突变：高厂变压力突变信号，高厂变压力突变跳闸
14）公用变冷却器故障：当变压器冷却器全停时瞬时发信号，延时动作于厂用电切换或全停。
15）公用变油位异常：动作于发信号。
16）公用变温度：动作于发信号及跳闸。(绕组温度高、绕组温度超高、油温高、油温超高)
17）公用变瓦斯：重瓦斯动作于全停或切换至信号;轻瓦斯动作于发信号。
18）公用变压力释放：动作于发信号或全停。
19）公用变速动油压：公用变速动油压信号，公用变速动油压跳闸
20）起动/备用变冷却器故障：当变压器冷却器全停时瞬时发信号，延时动作于全停。
21）起动/备用变油位：动作于发信号。
22）起动/备用变温度：动作于发信号及跳闸。(绕组温度高、绕组温度超高、油温高、油温超高) 23）起动/备用变瓦斯：重瓦斯动作于全停或切换至信号，轻瓦斯动作于发信号。
24）起动/备用变压力释放：动作于发信号或全停。
25）起动/备用变有载调压油流：动作于全停或切换至信号。
26）起动/备用变有载调压油位：动作于信号。
27）起动/备用变压力突变：起动/备用变压力突变信号，起动/备用变压力突变跳闸
2.4保护出口配置及连接片配置
2.4.1
……………每面保护柜设置单独的保护出口，保护出口可分别为：
1）、断开灭磁开关、关闭汽轮机主汽门、起动失灵保
护
2）程序跳闸: 关闭汽轮机主汽门、闭锁热工保护等；
3）起停机出口：断开灭磁开关等；
4）: 动作于高压侧断路器跳闸线圈I或II、
5）解列：动作于高压侧断路器跳闸线圈I或II等；
6）减出力；
7）减励磁；
8）切换厂用电；
9）闭锁厂用电切换
10）信号：发出声光信号等。
注：套电气量动作于第一个跳闸线圈；第二套电气量动作于第二个跳闸线圈；非电量保护同时动作于两个跳闸线圈。
2.4.2
……………#03启备变保护动作情况：
1）全停：跳高压侧断路器、跳VA备用分支、跳VIA备用分支、跳OA备用分支、跳VB备用分支、跳VIB备用分支、跳OB备用分支
2）跳A备用分支开关：跳V A备用分支、跳VIA备用分支、跳OA备用分支
3）跳B备用分支开关：跳VB备用分支、跳VIB备用分支、跳OB备用分支
2.4.3
……………每台保护装置输出三组信号，一保持两瞬动，还需要输出一组事故总信号。
2.4.4
……………每套保护装置的出口回路设置有保护投、退的连接片。
第1章 发变组继电保护
大型发变组单机容量大、造价昂贵，保护的拒动或误动将造成十分严重的后果，所以大型机组继电保护的技术指标要求更高。自并励励磁方式和发电机出口开关的应用，使保护的设置和出口方式上和常规发电机变压器组相比发生了显著的变化。
发电机是电力系统中最主要的设备，大容量机组在系统中的地位举足轻重，如何保障发电机在电力系统中的安全运行，就显得非常重要。由于大容量机组一般采用直接冷却技术，体积和质量并不随容量成比例增大，从而使得大型发电机各参数与中小型发电机已大不相同，因此故障和不正常运行时的特性也与中小型机组有了较大差异，给保护带来复杂性。大型发电机组与中小型发电机组相比，主要不同点表现在：
1）短路比减小，电抗增大。大型发电机的短路比大约减小到0.5左右，各种电抗都比中小型发电机大。因此大型发电机组的短路水平反而比中小型机组的短路水平低，这对继电保护是十分不利的。由于d x 的增大，使发电机的静稳储备系数ch K 减小，因
此在系统受到扰动或发电机发生失磁故障时，很容易失去静态稳定。由于"d x 、'
d x 、d
x 等参数的变大，使发电机平均异步转矩大大降低，约从中小型发电机的2～3倍额定值减小至额定值左右。于是失磁后异步运行时滑差增大，允许异步运行的负载更小、时间更短，另一方面要从系统吸取更多的无功功率，对系统稳定运行不利。
2）时间常数增大。大型发电机组定子回路时间常数a T 和比值d a T T ''/显著增大，短路时定子非周期电流的衰减较慢，整个短路电流偏移在时间轴一侧若干工频周期，使电流互感器更容易饱和，影响大机组保护正确工作。
3）惯性时间常数降低。大容量机组的体积并不随容量成比例地增大，有效材料利用率提高，其直接后果是机组的惯性常数H 明显降低，600MW 发电机的惯性时间常数在1.75左右，在扰动下机组更易于发生振荡。
4）热容量降低。有效材料利用率提高的另一后果是发电机的热容量（WS/℃）与铜损、铁损之比显著下降。例如200MW 及更小的发电机的定子绕组对称过负荷能力为1.5倍额定电流，允许持续运行120S ，转子绕组过负荷能力为2倍额定激磁电流，允许持续运行30S ；对于600MW 汽轮发电机，定子绕组过负荷能力规定为1.5倍额定电流、30S ，转子绕组过负荷能力为2倍额定激磁电流、10S 。转子表层承受负序过负荷的能力t I 2
2，中小汽轮发电机组（间接冷却方式）为30S ，600MW （直接冷却方式）汽轮发电机减小到10S 。 1.1 发电机主要故障和异常 1.1.1 定子绕组的相间短路
发电机定子绕组发生相间短路若不及时切除，将烧毁整个发电机组，引起极为严重的后果，必须有二套或两套以上的快速保护反应此类故障。对于相间短路，国内外均装设纵联差动保护装置，瞬时动作于全停。
1.1.2定子绕组匝间短路
单机容量的增大，汽轮发电机轴向长度与直径之比明显加大，这将使机组运行中振动加剧，匝间绝缘磨损加快，有时还可能引起冷却系统的故障，因此希望装设灵敏的匝间短路保护。因为冲击电压波沿定子绕组的分布是不均匀的，波头越陡，分布越不均匀，一个波头为3μs的冲击波，在绕组的第一个匝间可能承受全部冲击电压的25%，因此由机端进入发电机的冲击波，有可能首先在定子绕组的始端发生匝间短路，有鉴于此，大型机组均在机端装设三相对地的平波电容和氧化锌避雷器，即使这样我们也不能完全排除冲击过电压造成的匝间绝缘损坏，因此也希望装设匝间短路保护。
发电机定子绕组发生匝间短路会在短路环内产生很大电流。由于工作原理不同，发电机纵差保护将不能反应。目前为止，反应发电机定子匝间短路的保护有：单元件横差保护、负序功率方向保纵向零序电压保护和转子二次谐波电流保护。大型发电机组由于技术上和经济上的考虑，三相绕组中性点侧只引出三个端子，没有条件装设高灵敏横差保护。负序功率方向保护的灵敏度受系统和发电机负序电抗变化影响较大；纵向零序电压保护需要单独装设全绝缘的电压互感器，容易受电压互感器断线等的影响，误动率高；
转子二次谐波电流保护必须增设负序功率方向闭锁，整定计算复杂。这几类匝间保护运行效果很差（误动情况严重），因而其应用都受到了限制。
我公司发电机定子绕组为双Y接法，双支路同相同槽数为30槽，占71.4%，对于发电机是否装设匝间短路保护，东方电机厂家的意见是：发电机每根定子线棒为单独的一匝，外包主绝缘，故匝间绝缘为双层主绝缘，发电机由于定子线棒绝缘磨损最先发生的是定子接地故障而不是匝间短路，因此，东方电机厂家建议不装设定子匝间保护。
1.1.3定子单相接地
定子绕组的单相接地（定子绕组与铁芯间的绝缘破坏）是发电机最常见的一种故障，定子故障接地电流超过一定值就可能造成发电机定子铁芯烧坏，而且发电机单相接地故障往往是相间或匝间短路的先兆，大型发电机在系统中的地位重要，铁芯制造工艺复杂、造价昂贵，检修困难，所以对于大型发电机的定子接地电流大小和保护性能提出了严格的要求。
在我国，为了确保大型发电机的安全，不使单相接地故障发展成相间故障或匝间短路，使单相接地故障处不产生电弧或者使接地电弧瞬间熄灭，这个不产生电弧的最大接地电流被定义为发电机单相接地的安全电流。其值与发电机额定电压有关，18kV及以上发电机接地电流允许值为1A。
发电机的中性点接地方式与定子接地保护的构成密切相关，同时中性点接地方式与单相接地故障电流、定子绕组过电压等问题有关。大型发电机中性点接地方式和定子接地保护应该满足三个基本要求，即：
1）故障点电流不应超过安全电流，否则保护应动作于跳闸。
2）保护动作区覆盖整个定子绕组；有100%保护区，保护区内任一点接地故障应有足够高的灵敏度。
3）暂态过电压数值较小，不威胁发电机的安全运行。
大型发电机中性点采用何种接地方式，国内一直存在着是采用消弧线圈还是采用高阻接地争议。建议采用消弧线圈接地者，认为可以将接地电流限制在安全接地电流以下，熄灭电弧防止故障发展，从而可以争取时间使发电机负荷平稳转移后停机，减小对电网的冲击。而实际上我国就曾有过发电机接地电流虽小于安全电流，长时间运行最终还是发展成相间短路的教训。
中性点经配电变压器高阻接地方式是国际上与变压器接成单元的大中型发电机中性点最广泛采用的一种接地方式，设计发电机中性点经配电变压器接地，主要是为了降低发电机定子绕组的过电压（不超2.6倍的额定相电压），极大地减少发生谐振的可能性，保护发电机的绝缘不受损。但是发电机单相容量的增大，一般使三相定子绕组对地电容增加，相应的单相接地电容电流也增大，另外，发电机中性点经配电变压器高阻接地必然导致单相接地故障电流的增大，其数值美、日、法、瑞士等国以控制在15A以下为标准，这些国家认为在此电流下持续5～10min，定子铁芯只受轻微损伤。为保证
大型发电机的安全，中性点经配电变压器高阻接地的600MW机组必须使定子接地保护动作于发电机故障停机。
1.1.4失磁
发电机低励（表示发电机的励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流）或失磁，是常见的故障形式。发电机低励或失磁后，将过渡到异步发电机运行状态，转子出现转差，定子电流增大，定子电压下降，有功功率下降，无功功率反向并且增大；在转子回路中出现差频电流；电力系统的电压下降及某些电源支路过电流。所有这些电气量的变化，都伴有一定程度的摆动。
1）对电力系统来说，发电机发生低励或失磁后所产生的危险，主要表现在以下几个方面：
①低励或失磁的发电机，由发出无功功率转为从电力系统中吸收无功功率，从而使
系统出现巨大的无功差额，发电机的容量越大，在低励和失磁时产生的无功缺额越大，如果系统中无功功率储备不足，将使电力系统中邻近的某些点的电压低于允许值，甚至使电力系统因电压崩溃而瓦解。
②当一台发电机发生低励或失磁后，由于电压下降，电力系统的其它发电机在自动
励磁调节器的作用下自动增大无功输出，从而使某些发电机、变压器或线路过电流，其后备保护可能因过流而跳闸，使故障范围扩大。
③一台发电机低励或失磁后，由于该发电机有功功率的摆动，以及系统电压的下降，
可能导致相邻的正常运行发电机与系统之间，或电力系统的各部分之间失步，使系统产生振荡，甩掉大量负荷。
2）对发电机本身来说，低励或失磁产生的不利影响，主要表现在以下几个方面：
①由于出现转差，在发电机转子回路中出现差频电流。对于直接冷却高利用率的大
型机组，其热容量裕度相对降低，转子更容易过热。流过转子表层的差频电流，还可能使转子本体与槽楔、护环的接触面上发生严重的局部过热甚至灼伤。
②低励或失磁的发电机进入异步运行之后，发电机的等效电抗降低，从电力系统中
吸收的无功功率增加。低励或失磁前带的有功功率越大，转差就越大，等效电抗就越小，所吸收的无功功率就越大。在重负荷下失磁后，由于过电流，将使定子过热。
③对于直接冷却高利用率的大型汽轮发电机，其平均异步转矩的最大值较小，惯性
常数也相对降低，转子在纵轴和横轴方面，也呈较明显的不对称。由于这些原因，在重负荷下失磁后，这种发电机的转矩、有功功率要发生剧烈的周期性摆动，将有很大甚至超过额定值的电磁转矩周期性地作用到发电机的轴系上，并通过定子传递到机座上。此时，转差也作周期性变化，其最大值可能达到4%～5%，发电机周期性地严重超速。这些都直接威胁着机组的安全。
④低励或失磁运行时，定子端部漏磁增强，将使端部的部件和边段铁芯过热。
由于发电机低励和失磁对电力系统和发电机本身的上述危害，为保证电力系统和发电机的安全，必须装设低励—失磁保护，以便及时发现低励和失磁故障并采取必要的措施。失磁保护检出失磁故障后，可采取的措施之一，就是迅速把失磁的发电机从电力系统中切除，这是最简单的办法。但是，失磁对电力系统和发电机本身的危害，并不象发电机内部短路那样迅速地表现出来。另一方面，大型汽轮发电机组，突然跳闸会给机组本身及其辅机造成很大的冲击，对电力系统也会加重扰动。
汽轮发电机组有一定的异步运行能力，例如，东方电机厂生产的600MW汽轮机组在失磁后允许40%负荷持续运行15min。因此，对于汽轮发电机，失磁后还可以采取另一种措施，即监视母线电压，当电压低于允许值时，为防止电力系统发生振荡或造成电压崩溃，迅速将发电机切除；当电压高于允许值时，则不应当立即把发电机切除，而是首先采取降低原动机出力等措施，并随即检查造成失磁的原因，予以消除，使机组恢复正常运行，以避免不必要的事故停机。如果在发电机允许的时间内，不能消除造成失磁的原因，则再由保护装置或由操作人员手动停机。在我国电力系统中，就有过多次10～300MW机组失磁之后用上述方法避免事故停机的事例。通过大量研究并试验，证明容量不超过800MW的二极汽轮发电机若失磁机组快速减载到允许水平，只要电网有相应无功储备，可确保电网电压，失磁机组的厂用电保持正常工作的情况，失磁机组可不跳
闸，尽快恢复励磁。
应当明白一点，发电机低励产生的危害比完全失磁更严重，原因是低励时尚有一部分励磁电压，将继续产生剩余同步功率和转矩，在功角0～360°的整个变化周期中，该剩余功率和转矩时正时负地作用在转轴上，使机组产生强烈的振动，功率振荡幅度加大，对机组和电力系统的影响更严重，如图11－1所示。此情况下一般失步保护会动作，如果失步保护未动作，出于大机组的安全考虑，应迅速拉开灭磁开关。发电机低励和失磁状况下的波形如下：
图11－1发电机低励和失磁状况下的波形
1.1.5转子接地故障
转子绕组绝缘破坏常见的故障形式有两种：转子绕组匝间短路和励磁回路一点接地。
发电机转子在运输或保存过程中，由于转子内部受潮、铁芯生锈，随后铁锈进入绕组，造成转子绕组主绝缘或匝间绝缘损坏；转子加工过程中的铁屑或其它金属物落入转子，也可能引起转子主绝缘或匝间绝缘的损坏；转子绕组下线时绝缘的损坏或槽内绕组发生位移，也将引发接地或匝间短路；氢内冷转子绕组的铜线匝上，带有开启式的进氢和出氢孔，在启动或停机时，由于转子绕组的活动，部分匝间绝缘垫片发生位移，引起氢气通风孔局部堵塞，使转子绕组局部过热和绝缘损坏；运行中转子滑环上的电流引线的导电螺钉未拧紧，造成螺钉绝缘损坏；电刷粉末沉积在滑环下面的绝缘突出部分，使励磁回路绝缘电阻严重下降。
转子绕组匝间短路多发生在沿槽高方向的上层线匝，对于气体冷却的转子，这种匝间短路不会直接引起严重后果，也无需立即消除缺陷，所以并不要求装设转子绕组匝间短路保护。转子绕组匝间短路的故障处理没有统一的标准，一旦发现这类故障，发电机是否继续运行应综合考虑现有的运行经验、故障的形式和特点、故障发现在机组运行期间或预防性试验中或机组安装时等诸多因素。我国某些电厂根据转子绕组的绝缘状况、
机组的振动水平和输出无功功率的减少程度，决定机组是否停机检修。
转子一点接地对汽轮发电机组的影响不大，一般允许继续运行一段时间。发电机组发生一点接地后，转子各部分对地电位发生变化，比较容易诱发两点接地，汽轮发电机一旦发生两点接地，其后果相当严重，由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体；由于部分绕组被短接，励磁绕组中电流增加，可能因过热而烧伤；由于部分绕组被短接，使气隙磁通失去平衡，从而引起振动。励磁回路两点接地，还可使轴系和汽机磁化。
励磁回路两点接地，即使保护正确动作，从防止汽缸和大轴磁化方面来看，已为时晚矣。一台30万千瓦汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁停机需一个月以上，姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损失就上千万元。励磁回路发生两点接地故障引起的后果非常复杂，处理很麻烦。
近年来，大型汽轮发电机装设一点接地保护已属定论，国内外均无异议。但在一点接地保护动作于信号还是动作于跳闸的问题上，存在着不同的看法。主张动作于信号者，则考虑装设两点接地保护；主张动作于停机者，则认为不必再装设两点接地保护，这有利于避免发生汽机磁化。另外，由于目前尚缺少选择性好、灵敏度高、经常投运且运行经验成熟的励磁回路两点接地保护装置，所以也有不装设两点接地保护的意见，进口大型机组，很多不装两点接地保护。
ABB公司的UN5000型励磁系统中带有电桥式转子接地保护装置，他们对转子接地保护的设计思想是：当励磁回路绝缘电阻下降到一定值时报警，当绝缘电阻继续下降至一定值时，保护即动作切除发电机组，以防止发生两点接导致灾难性事故。
1.1.6定子对称过负荷
发电机对称过负荷通常是由于系统中切除电源；生产过程出现短时冲击性负荷；大型电动机自起动；发电机强行励磁；失磁运行；同期操作及振荡等原因引起的。对于大型发电机，定子和转子的材料利用率很高，发电机的热容量（WS/℃）与铜损、铁损之比显著下降，因而热时间常数也比较小。从限制定子绕组温升的角度，实际上就是要限制定子绕组电流，所以实际上对称过负荷保护，就是定子绕组对称过流保护。
对于发电机过负荷，即要在电网事故情况下充分发挥发电机的过负荷能力，以对电网起到最大程度的支撑作用，又要在危及发电机安全的情况及时将发电机解列，防止发电机的损坏。一般发电机都给出过负荷倍数和相应的持续时间。对于600MW汽轮发电机，发电机具有一定的短时过负荷能力，从额定工况下的稳定温度起始，能承受1.3倍额定定子电流下运行至少一分钟。允许的电枢电流和持续时间（直到120秒）如表11－1所示：
表11－1发电机定子绕组过负荷能力
分组成。
1.1.7定子不对称过负荷
电力系统中发生不对称短路，或三相负荷不对称（如有电气机车、电弧炉等单相负荷）时，将有负序电流流过发电机的定子绕组，并在发电机中产生对转子以两倍同步转速的磁场，从而在转子中产生倍频电流。
汽轮发电机转子由整块钢锻压而成，绕组置于槽中，倍频电流由于集肤效应的作用，主要在转子表面流通，并经转子本体槽楔和阻尼条，在转子的端部附近约10%～30%的区域内沿周向构成闭合回路。这一周向电流，有很大的数值。例如，一台600MW机组，可达250～300kA。这样大的频倍电流流过转子表层时，将在护环与转子本体之间和槽楔与槽壁之间等接触上形成热点，将转子烧伤。倍频电流还将使转子的平均温度升高，使转子挠性槽附近断面较小的部位和槽楔、阻尼环与阻尼条等分流较大的部位，形成局部高温，从而导致转子表层金属材料的强度下降，危及机组的安全。此外，转子本体与
护环的温差超过允许限度，将导致护环松脱，造成严重的破坏。
为防止发电机的转子遭受负序电流的损伤，大型汽轮发电机都要求装设比较完善的负序电流保护，因为他保护的对象是发电机转子，是转子表层负序发热的唯一主保护，因此，习惯上称它为发电机转子表层负序过负荷保护，它由定时限和反时限两部分组成。
发电机转子长期承受负序电流的能力和短时承受负序电流发热的能力t I 22，是整定负序电流保护的依据。
1.1.8 励磁回路过流
和定子绕组相同，大型发电机励磁绕组的热容量和热时间常数也相对较小，对于600MW 汽轮发电机，在额定工况稳定温度下，发电机励磁绕组允许在励磁电压为125%额定值下运行一分钟，允许的励磁电压与持续时间（直到120秒）如表11－2所示：
表11－2 发电机励磁绕组过负荷能力
热损坏，300MW 及以上发电机应装设定时限和反时限励磁绕组过负荷保护，后者作用解列灭磁。应该指出，现代自动调整励磁装置，针对发电机的各种工况，都设有比较完善的励磁限制环节，为防止励磁绕组过电流，设有过励限制器，与励磁绕组过负荷保护有类似的功能，其可靠性由励磁调节器的性能来保证。
三套反时限保护的作用：
这三套过负荷保护，被看作是发电机安全运行的一道屏障，在灵敏度和延时方面，都不考虑与其他短路保护相配合，发电机的发热状况，是其整定的唯一根据，用于在各种异常运行情况下保障机组的安全。定子过负荷、转子表层负序过负荷、励磁回路过负荷三套反时限保护有各自明确的保护职责，特别是第二个反时限保护，它是转子表层负序发热的唯一主保护，完全由发电机的转子安全来决定它的动作延时大小。
经实例计算，利用上述反时限电流保护，外部远处短路时动作往往太慢，外部近处短路时动作又可能太快，不符合后备保护选择性要求。对于大机组已有双重主保护，两套主保护互为快速后备，并且配备专用的后备保护，利用此三套反时限保护来兼作后备保护的现实意义不大。 1.1.9 过电压
运行实践中，大型汽轮发电机出现危及绝缘安全的过电压是比较常见的现象。当满负荷下突然甩去全部负荷，电枢反应突然消失，由于调速系统和自动调整励磁装置都是由惯性环节组成，转速仍将上涨，励磁电流不能突变，使得发电机电压在短时间内也要上升，例如，次瞬变电抗是0.2p.u.，如果甩掉0.5p.u.无功电流，则立即产生10%的电压升高，任何调节作用都不能减小它。如果没有自动电压调节器，或励磁系统在手动方式运行，恒励磁电流调节，则电压继续上升一直到达由同步电抗所决定的最大值，其值可能达到1.3～1.5倍额定值，持续时间可能达到数秒，甩负荷将导致严重的发电机电压升高。
发电机主绝缘的工频耐压水平，一般为1.3倍额定电压持续60S ，而实际过电压的数值和持续时间可能超过试验电压和允许时间，因此，对发电机主绝缘构成了直接威胁。ABB 的UN5000型励磁调节器在发电机开关断开时，将励磁电流调节器的给定值复归到空载励磁电流值。尽管这样，还是不能完全避免发电机定子过电压的发生。
由于上述原因，对于200MW 及以上的大型汽轮发电机，以往国内外都无例外地装设过电压保护，保持动作电压为1.3Un ，经0.5S 延时作用于解列灭磁。 1.1.10过励磁
由于发电机或变压器发生过励磁故障时并非每次都造成设备的明显破坏，往往容易被人忽视，但是多次反复过励磁，将因过热而使绝缘老化，降低设备的使用寿命。
发电机和变压器都由铁芯绕组组成，设绕组外加电压为U ，匝数为W ，铁芯截面