发变组继电保护原理及动作过程 一、发变组继电保护配置的基本要求：发变组继电保护继电保护配置过程中必须满足四性（即：可靠性、选择性、速动性及灵敏性）的要求，必须保证在各种发电机异常或故障情况下正确的发信或出口动作。根据GB14285的规定，按照故障或异常运行方式性质不同，机组热力系统和调节系统的条件，我公司发变组保护的出口方式有以下几种： 1．全停：断开发电机-变压器组断路器、灭磁，关闭原动机主汽门，启动快切断开厂分支断路器。 2．降低励磁。 3．减出力。 4．程序跳闸：先关主汽门，待逆功率保护动作后断开主断路器并灭磁。 5．信号：发出声光信号。 二、我公司发变组保护配置情况介绍： 我公司发变组保护每台机共有三面屏柜，分别为发变组保护A柜、B 柜、C柜，A柜及B柜为冗余设计，两面柜的保护配置完全相同，都是发变组的电气量保护；C柜为主变和高厂变的非电量保护。 发变组电气量保护配置有以下几种类型： 1．定子绕组及变压器绕组部故障主保护：发电机差动、主变压器差动、发变组差动、高厂变差动、励磁变差动、发电机匝间保护、定子接地。
2．定子绕组及变压器绕组部故障后备保护：发电机对称过负荷、发电机不对称过负荷、低阻抗、高厂变复压过流、励磁变过流、励磁绕组过负荷。 3．转子接地保护 4．发电机失磁保护 5．发电机失步保护 6．发电机异常运行保护：发电机过励磁保护、发电机频率异常保护、发电机逆功率保护、发电机程跳逆功率保护、启停机保护、断口闪络保护、发电机断水、发电机热工。 7．主变（间隙）零序保护 8．厂用电后备保护：厂变分支过流、分支限时速断、分支零序过流。9．断路器失灵启动 变压器非电量保护： 1．变压器重瓦斯 2．变压器轻瓦斯 3．变压器压力释放 4．变压器油温异常 5．变压器油位异常 6．变压器冷却器全停 三、重要保护简绍 1．差动保护：包括发电机差动、发变组差动、主变差动、厂变差动、励磁变差动。我司保护装置的差动保护采用比率制动式保护，以各侧
发电机的主要保护 1.继电保护及自动装置的一般规定 继电保护及自动装置是保证电网运行。保护电气设备的主要装置，保护装置使用不当或不正确动作将会引起事故或事故扩大，损坏电气设备甚至整个电力系统瓦解。 1）继电保护盘的前后，都应有明显的设备名称，盘上的继电器、压板和试验部件及端子排都应有明显的标志名称，投入运行前由继保人员负责 做好。 2）任何情况下，设备不容许无保护运行，若开关改非自动，应在有关调度和本厂领导同意下情况方可短时停用其中一部分保护。 3）继电保护和自动装置的投入、停用、试验或更改定值，如由系统调度管理的设备，则应按调度命令执行；如由本厂管理的设备，则应按值长 命令执行。 4）运行人员一般只进行投入，切除装置的压板、控制开关（切换开关）和操作控制电源的操作，在事故处理或发生异常情况时，可以在查明图 纸的情况下进行必要的处理，并做好必要记录。 5）运行人员处的继电保护图纸应经常保持正确完整。当继电保护回路接线变动后，检修人员应及时送交异动报告和修改底图。 2．继电保护及自动装置的维护与管理 1).值班人员在接班时，应巡视保护装置，并检查以下项目： （1）继电保护及自动装置罩壳是否完好，无过热、水蒸汽、异声等不正常现象。 （2）继电保护及自动装置信号应指示正确。 （3）继电保护及自动装置的运行方式,出口压板等应符合被保护设备的当时运行方式， （4）所有保护装置应保持清洁，做保护装置清洁工作时，要小心谨慎，对保护装置不可敲击，并注意固定不可靠的电阻，灯座，小线等。 （5）监视直流母线电压在220V左右，以防止因直流电压不正常而使保护装置拒动或误动作。监视直流系统绝缘正常,以防止因系统绝缘降低或直流接
发电机及主保护简介 发电机是汽轮发电机组三大重要组成部分之一。 一、发电机工作原理：在定子铁芯槽内沿定子铁芯内圆，每相隔120o分别安放着放有A、B、C三相并且线圈匝数相等的线圈，转子上有励磁绕组（也称转子绕组）R-L。通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组，产生稳恒的磁场。当发电机转子被汽轮机转子带动以n1(3000转每分钟)速旋转时，定子绕组（也称电枢绕组）不断地切割磁力线，在定子线圈中产生感应电动势（感应电压），发电机和外面线路上的负载连接后输出电压。 二、发动机的结构组成： 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 发电机定子的组成： 发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。 1）机座与端盖： 机座是用钢板焊成的壳体结构，它的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组。此外，机座可以防止氢气泄漏和承受住氢气的爆炸力。 在机壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风（氢气）系统的一部分。由于发电机定子采用径向通风，将机壳和铁芯背部之间的空间沿轴向分隔成若干段，每段形成一个环形小风室，各小风室相互交替分为进风区和出风区。这些小室用管子相互连通，并能交替进行通风。氢气交替地通过铁芯的外侧和内侧，再集中起来通过冷却器，从而有效地防止热应力和局部过热。 端盖是发电机密封的一个组成部分，为了安装、检修、拆装方便，端盖由水平分开的上、下两半构成，并设有端盖轴承。在端盖的合缝面上还设有密封沟，沟内充以密封胶以保证良好的气密。 2）定子铁芯： 定子铁芯是构成发电机磁路和固定定子绕组的重要部件。为了减少铁芯的磁滞和涡流损耗，定子铁芯采用导磁率高、损耗小、厚度为0.5mm的优质冷轧硅钢片冲制而成。每层硅钢片由数张扇形片组成一个圆形，每张扇形片都涂了耐高温的无机绝缘漆。冲片上冲有嵌放线圈的下线槽及放置槽楔用的鸽尾槽。扇形冲片利用定子定位筋定位，通过球墨铸铁压圈施压，夹紧成一个刚性圆柱形铁芯，用定位筋固定在内机座上。齿部是通过压圈内侧的非磁性压指
5.1发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： l op 3 I op.0 （ I res 兰 l res.0 时） l op > I op.O + S （l res — res.0） （ l res > l res.0 时） 式中：l op 为差动电流，l o P.O 为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I r es.O 为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发 电机为正方向，见 图 （根据工程需要，也可将 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下 列条件认为 TA 断线： a. c. 5.2发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情 况，可选择以下方案中的一种： 5.1.1。 差动电流: 1 op 制动电流: 1 res — 式中：I T ，I N 分别为机端、 见图5.1.1。 中性点电流互感器（TA ）二次侧的电流，TA 的极性 _L 氓 € % 5 TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 本侧三相电流中至少一相电流为零； b.本侧三相电流中至少一相电流不变； 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.1.1电流极性接线示意图
5.2.1故障分量负序方向（△ P2）匝间保护 该方案不需引入发电机纵向零序电压。
故障分量负序方向（△ P2）保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障 时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的A U2和A I2分别取自机端TV、TA，其TA极性图见图5.2.1.1,则故障分量负序功率A P2为： △ P2 =3艮〔厶『2心?2心也21 2L J A ? 式中i I2为也I2的共轭相量，申sen。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏 角。一般取60。~80。（也|2滞后A U2的角度）。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为: > E-p △》2=血e^S n 实际应用动作判据综合为: A P2 = A U2r』I ' + A U2i ”也I ' > ￡P （S S i、年为动作门槛） 保护逻辑框图见图521.2。 枣力， “ r ‘ 1 1 Um： I 1卄TA 图521.1故障分量负序方向保护极性图
发电机的主要保护 1. 继电保护及自动装置的一般规定 继电保护及自动装置是保证电网运行。保护电气设备的主要装置，保护装置使用不当或不正确动作将会引起事故或事故扩大，损坏电气设备甚至整个电力系统瓦解。 1）继电保护盘的前后，都应有明显的设备名称，盘上的继电器、压板和试验部件及端子排都应有明显的标志名称，投入运行前由继保人员负责做 好。 2）任何情况下，设备不容许无保护运行，若开关改非自动，应在有关调度和本厂领导同意下情况方可短时停用其中一部分保护。 3）继电保护和自动装置的投入、停用、试验或更改定值，如由系统调度管理的设备，则应按调度命令执行；如由本厂管理的设备，则应按值长命 令执行。 4）运行人员一般只进行投入，切除装置的压板、控制开关（切换开关）和操作控制电源的操作，在事故处理或发生异常情况时，可以在查明图纸 的情况下进行必要的处理，并做好必要记录。 5）运行人员处的继电保护图纸应经常保持正确完整。当继电保护回路接线变动后，检修人员应及时送交异动报告和修改底图。 2．继电保护及自动装置的维护与管理 1).值班人员在接班时，应巡视保护装置，并检查以下项目： （1）继电保护及自动装置罩壳是否完好，无过热、水蒸汽、异声等不正常现象
。 （2）继电保护及自动装置信号应指示正确。 （3）继电保护及自动装置的运行方式,出口压板等应符合被保护设备的当时运行方式， （4）所有保护装置应保持清洁，做保护装置清洁工作时，要小心谨慎，对保护装置不可敲击，并注意固定不可靠的电阻，灯座，小线等。 （5）监视直流母线电压在220V左右，以防止因直流电压不正常而使保护装置拒动或误动作。监视直流系统绝缘正常,以防止因系统绝缘降低或直流接地造成保护装置误动作 （6）开关跳、合闸回路应良好（跳闸灯亮代表合闸回路正常，合闸灯亮代表跳闸回路正常；跳、合闸灯同时亮或不亮代表回路不正常）。 2).系统发生异常或事故时，值班人员应进行下列工作： （1）立即检查保护装置有无动作,哪些保护动作信号有指示。 （2）准确记录保护动作,电流冲击、电压摆动,负荷变化情况,开关跳闸、合闸时间, 当时的一次系统运行方式,故障发生地点、现象等。 （3）各种保护与自动装置动作情况详细记录后,对装置进行检查,复归信号。（4）保护动作开关跳闸,在强送电前,应先复归保护。 （5）向值长或调度报告发生的异常情况；并说明哪些保护动作,哪些开关跳闸、合闸及时间。 （6）若遇保护及自动装置动作异常,应通知检修人员处理。 （7）退出或投入继电保护及自动装置应按调度或值长命令执行.并将上述情况记在值班记录簿内。对于有可能误动的保护装置,必须先退出,事后报告值长,通知继电人员处理。
第一节概述 发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用，同时发电机本身也是一个十分贵重的电器元件，因此，应该针对各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。 1故障类型及不正常运行状态： 1．1 故障类型 1)定子绕组相间短路：危害最大； 2)定子绕组一相的匝间短路：可能发展为单相接地短路和相间短路； 3)定子绕组单相接地：较常见，可造成铁芯烧伤或局部融化； 4)转子绕组一点接地或两点接地：一点接地时危害不严重；两点接地时， 因破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或将转子绕组烧损； 5)转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失，即发电机低励或失磁：从电 力系统吸收无功功率，从而引起系统电压下降，如果系统中无功功率储备不足，将使电力系统中邻近失磁发电机的某些电压低于允许值，破坏了负荷与各电源间的稳定运行，甚至可使系统因电压崩溃而瓦解。 6)发电机与系统失步：会出现发电机的机械量和电气量与系统之间的振 荡，这种持续的振荡对发电机组和电力系统产生有破坏力的影响；7)发电机过励磁故障：并非每次都造成设备明显破坏，但多次反复过励 磁，将因过热而使绝缘老化，降低设备的使用寿命。 1．2 不正常运行状态 1)由于外部短路引起的定子绕组过电流：温度升高，绝缘老化；
2)由于负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷，温度升 高，绝缘老化； 3)由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过 负荷：在转子中感应出100hz的倍频电流，可使转子局部灼伤或使护环受热松脱，从而导致发电机重大事故。此外还会引起发电机100Hz的振动； 4)由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压：调速系统惯性较大，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； 5)由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷； 6）由于汽轮机主气门突然关闭而引起的发电机逆功率：当机炉保护动作或调速控制回路故障以及某些人为因素造成发电机转为电动机运行时，发电机将从系统吸收有功功率，即逆功率。危害：汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故。 2 汽轮发电机保护类型 1）发电机差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护； 2）匝间保护：定子绕组一相匝间短路或开焊故障的保护； 3）单相接地保护：对发电机定子绕组单相接地短路的保护； 4）发电机的失磁保护：反应转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失； 5）过电流保护：反应外部短路引起的过电流，同时兼作纵差动保护的后备保护； 6）阻抗保护：反应外部短路，同时兼作纵差动保护的后备保护； 7）转子表层负序电流保护：反应不对称短路或三相负荷不对称时发电机定子绕组中出现的负序电流；
发电机纵差动保护培训资料 本厂1、2号发动机负粗电流不得大于8℅IN。因此，在发电机上(尤其是大型发电机)应装设定子匝间短路保护。(2)发电机不同相匝间短路时，必将出现环流的短路电流。。 电机网消息：发电机纵差动保护培训资料1、发电机纵差动保护原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外部故障，而且还要求无延时地切除内部故障，为此而设置发电机纵差动保护。在发电机中型点侧配置一组电流互感器，在发电机出口配置一组电流互感器，其保护范围为两电流互感器之间的发电机定子绕组及引出线。 两电流互感器是同一电压等级、同变比、可同型及特性尽可能相近的，其不平衡电流比较小。为防止外部短路暂态不平横电流的影响，差动继电器可选用带中间速饱和电流器的继电器。 发电机纵差动保护培训资料 不平衡电流计算只考虑两电流互感器不一致而产生的不平蘅电流。Ibp.max =KftqKtxfiI（3）dmax Kftq—非周期分量影响系数BCH—2继电器取1 Ktx—同型系数取0.5 fi=0.1 ID（3）max —外部短路最大短路电流周期分量为了防止电流互感器二次回路断线引起保护误动，设计有电流互感器二次回路断线监视装置，在发电机电流互感器二次回路断线后延时发信。 正常运行时发出断线信号后，运行人员应将差动保护退出，以防在断线情况下发生外部短路时差动保护误动。2、发电厂330KV发电机差动保护蒲城发电厂1、2号发动机采用单星形中型点经中值电阻（1000欧）接地接线方式，差动保护采用BCH—12型差动继电器，保护范围是中型点CT与发电机出口CT之间、反映相间短路和单相接地故障，此保护未设CT断线闭锁，依靠躲过单相CT断线二次不平衡电流来闭锁CT断线。 发电机另外与主变共设置一套差动保护，保护范围是330KV两个出口开关CT、发电机中性点CT、厂高变低压侧两分支CT之间的接地、相间短路。3、发电机纵差动保护的评价1）发电机纵差动保护不能反映定子绕组匝间短路；2）发电机定子绕组不同地点发生短路时，由于定子绕组多点感应电动势不同及短路阻抗不同，所以短路电流大小不同，中性点附近短路或接地，差动保护不灵敏。 同步发电机构纵差动保护一、发电机纵差动保护的作用原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外故障，而且还要求无延时地切除内部故障。由变压器差动保护的讨论可知，差动保护可以满足作为发电机主保护的基本要求。 二、发电机纵差动保护的特点由于被保护的对象是定子绕组，因此，当定子一相绕组发生匝间短路时，绕组两端的电流仍同方向，流人差动继电器的只有不平衡电流，差动继电器不会动作，故它不能反应匝间短路。在定子绕组不同地点相简短路时，由于定子绕组各点感应电动势不同，以及短路回路阻抗不同，所以短路电流的大小不一样。 经分析得出如下结论：1)当过渡电阻不为零时，在中性点附近短路时，差动保护可能不动作，即在中性点附近经电弧电阻短路时，可能出现死区。因此，要求发电机纵差动保护灵敏度尽可能高，尽可能减少它的死区。 2)由于发电机电压系统的中性点一般不接地的或经大阻抗接地，单相接地时的短路电流较小，差动保护不能动作。 故必须设置独立的接地：保护。 大容量发电机应采用负序反时限过流保护。。
发电一厂保护种类及分析 一．主变保护 1．主变差动保护 为了保证变压器的可靠运行，以及当变压器本身发生电气方面的故障（如层间、相间短路）时尽快将其退出运行，从而减少事故情况下变压器损坏的程度，对大容量的变压器均应设置差动保护装置。与瓦斯保护相同之处，是这两种保护动作都灵敏、迅速，都是变压器本身的主要保护；与瓦斯保护不同之处，瓦斯保护主要是反映纵差保护范围内的电气故障。主变压器瓦斯、差动保护动作，变压器各侧的断路器同时跳闸。 若差动保护动作，引起断路器跳闸，运行人员应采取以下措施： （1）向调度及上级主管领导汇报、并复归事故音响信号。 （2）立即停用潜油泵的运行（避免把内部故障部位产生的炭粒扩散到各处，增加修复难度）。 （3）对差动保护范围内所有一、二次设备进行检查，即变压器各侧所有设备、引线、电流互感器、穿墙套管以及二次差动保护回路等有无短路和放电现象。 （4）对变压器测量绝缘电阻，检查有无内部故障。 （5）检查直流系统有无接地现象。 经过上述检查后，如判断确认差动保护是由于外部原因，如保护误动、保护范围内的其他设备故障等引起动作（瓦斯保护未动作），则变压器可不经内部检查而重新投入运行。 如不能判断为外部原因时，则应对变压器作进一步的测量、检查分析，以确认故障性质及差动保护动作原因，必要时进行吊壳检查。 （二）、瓦斯保护动作后的处理 变压器运行中如发生局部过热，在很多情况下，当还没有表现为电气方面的异常时，首先表现出的是油气分解的异常，即油在局部高温下分解为气体，气体逐渐集聚在变压器顶盖上端及瓦斯继电器内，引起瓦斯保护动作。由于故障性质和危险程度的不同，产气的速度和产气量的多少不同，按故障处理轻重缓急的要求不同。瓦斯保护分别设有轻瓦斯和重瓦斯两种，轻瓦斯保护动作发出信号，重瓦斯保护动作主变压器各侧断路器自动跳闸，将故障变压器退出运行。 为区别故障性质，应及时收集瓦斯继电器内的气体，并根据气体多少、颜色、气味、可燃性等来判断其性质： （1）无色、无味、不可燃的气体是空气。 （2）黄色、不可燃的是木质或纸班故障。
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。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。
发电机保护基础培训 一、概述 电力系统中，发电机是十分重要和贵重的电气设备，它的安全、稳定运行对电力系统的正常工作，用户的不间断供电，保证电能质量等方面都起着极其重要的作用。由于发电机是长期连续运行的设备，它既要承受机械动力，又要承受电流、电压的冲击，因而常常导致定子绕组和转子绕组绝缘的损坏。发电机在运行过程中，定子绕组和转子绕组极其励磁回路都有可能产生故障及不安全情况，因此，发电机应装设能反映各种故障的继电保护，另外，因锅炉或汽机系统故障而导致汽轮机保护动作于关闭主汽门，由于发电机吸收功率转变为电动机运行后，汽轮机鼓风损失，汽轮机尾部页片由于过热而被破坏，大型机组不允许这种状态运行，因而配置有防止发电机逆功率运行的逆功率保护，一般来说，发电机内部故障主要由定子绕组绝缘及转子绕组绝缘损坏而引起。 1、常见的故障有： 1）定子绕组相间短路 2）定子绕组单相匝间短路 3）定子绕组单相接地短路 4）转子及励磁回路一点或两点接地 发电机的主要异常运行有： 1）外部短路或系统振荡引起的发电机定子绕组过电流 2）定子绕组过负荷 3）励磁系统故障 4）定子绕组过电压 5）发电机逆功率运行 6）非全相运行或不对称运行 2、根据部颁DI400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定，电压在3KV 以上，容量在600MW以下的发电机对下列故障及异常运行方式应装设相应的保护装置： 1）定子绕组相间短路保护 2）定子绕组接地保护 3）定子绕组匝间短路保护 4）发电机外部相间短路保护 5）定子绕组过压保护 6）定子绕组过负荷保护 7）负序过流保护 8）励磁绕组过负荷保护 9）励磁回路接地保护 10）励磁电流异常下降或消失保护 11）定子铁芯过励磁保护 12）发电机逆功率保护 13）低频保护
交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机 发电机原理 <一> 发电机概述 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。 <二>发电机的分类可归纳如下： 发电机分：直流发电机和交流发电机 交流发电机分：同步发电机和异步发电机(很少采用) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 <三>发电机结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。 柴油发电机工作原理 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。 在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。详细请进>>> 汽油发电机原理 汽油机驱动发电机运转，将汽油的能量转化为电能。 在汽油机汽缸内，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行作功。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与汽油机曲轴同轴安装，就可以利用汽油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 详细请进>>>
一、发电机相间短路的纵联差动保护 将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD接于其差回路中，当正常运行或外部 故障时，I1 与 I2 反向流入，KD的电流为1 1 TA I n - 2 2 TA I n = 1 I' - 2 I'≈0 ，故KD不会动作。当在保护 区内K2点故障时， I1与 I2 同向流入，KD的电流为： 1 1 TA I n + 2 2 TA I n = 1 I' + 2 I'=2k TA I n 当2k TA I n 大于KD的整定值时，即 1 I' - (3) max max / unb st unp i k TA I K K f I n = ≠0 ,KD动作。这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部
故障时， 2 k TA I n ≥Iset ，总有一定量值的电流流入KD, 此电流称为不平衡电流，用Iunb 表示。通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA 的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb 增大，一般外部短路电流越大，Iunb 就可能越大，其最大值可达： .min .min .min ()brk brk op ork brk op I I I K I I I >≥≤+ 式中：Kst ——同型系数，取； Kunp ——非周期性分量影响系数，取为1～； fi ——TA 的最大数值误差，取。 为使KD 在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作， KD 的动作值必须大于最大平衡电流，即Iop= (Krel 为可靠系数，取）。越大，动作值Iop 就越大，这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg 短路时，保护不能动作。对于大、中型发电机，即使轻微故障也会造成严重后果。为了提高保护的灵敏系数，有必要将差动保护的动作电流减小，要求最小动作电流=（IN 为发电机额定电流），而在任何外部故障时不误动作。显然，图所示的
发电机保护原理学习 一、发电机保护的配置原则 发电机是电力系统的核心，要保证发电机的安全、可靠运行，就必须针对其各种故障和异常工作情况，按照发电机容量及重要程度，装设完备的继电保护装置。主要包括： (1)反映相间短路的纵联差动保护; (2)反映定子绕组匝间短路的匝间短路保护; (3)反映定子单相接地短路的定子接地保护; (4)反映发电机外部相间短路的后备保护及过负荷保护; (5)反映励磁回路接地的励磁回路一点和两点接地保护; (6)反映低励磁或失磁的失磁保护; (7)反映电子绕组过电压的过电压保护; (8)反映发电机失步的失步保护; (9)反映逆功率的逆功率保护; (10)反映低频率的低频保护; (11)反映定子铁芯过励磁的过励磁保护保护。 发电机保护配置的容量原则 (1)1MW 以上的发电机，应装纵联差动保护 (2)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100MW 及以下发电机，独的纵联差动保护; 当发电机与变压器之间没有断路器时，可装设发电机变压器组共用纵联差动保护，100MW 及以上发电机，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，200～300MW 对的发电机变压器组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。 (3)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，应装设双重发电机纵联差动保护。 (4)与母线直接连接的发电机，当单相接地故障电流大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。 (5)对于采用发电机变压器组单元接线的发电机，容量在对100MW 以下的，应装设保护区小于90%的定子接地保护; 容量在100MW 以上的，应装设保护区为100%的定子接地保护。 (6)1MW 以上的水轮发电机，应装设一点接地保护装置。 (7)100MW 以下的汽轮发电机，对一点接地故障，可采用定期检测装置。对两点接地故障，应装设两点接地保护装置。 (8)转子内冷汽轮发电机和100MW 及以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保护装置，每台发电机装设一套;并可装设两点接地保护装置，每台发电机装设一套，对旋转整流励磁的发电机，应装设一点接地故障定期检测装置。 (9)100MW 以下，不允许失磁运行的发电机，当采用半导体励磁系统时，宜装设专用的失磁保护 (10)100MW 以下但失磁对电力系统有重大影响的发电机及100MW 及以上的发电机应装设专用的失磁保护。对600MW 的发电机可装设双重化的失磁保护。
发电机差动保护原理
5.1 发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： I op ≥ I op.0 ( I res ≤ I res.0 时) I op ≥ I op.0 + S(I res – I res.0) ( I res > I res.0 时) 式中：I op 为差动电流，I op.0为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I res.0为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5.1.1。 差动电流： N T op I I I ? ?+= 制动电流： 2 N T res I I I ??-= 式中：I T ，I N 分别为机端、中性点电流互感器(TA)二次侧的电流，TA 的极性见图5.1.1。 图5.1.1 电流极性接线示意图 （根据工程需要，也可将TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线： a. 本侧三相电流中至少一相电流为零； b. 本侧三相电流中至少一相电流不变； c. 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.2发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种： 5.2.1故障分量负序方向(ΔP 2) 匝间保护
该方案不需引入发电机纵向零序电压。 故障分量负序方向(ΔP 2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的2.U ?和2. I ?分别取自机端TV 、TA ，其TA 极性图见图5.2.1.1，则故障分量负序功率?P 2为： ??????????=?-Λ?2.2223sen j e e I U R P ? 式中2Λ?I 为2??I 的共轭相量，?sen 。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏角。一般取60?~80?(2.I ?滞后2. U ?的角度)。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为： P e I U R ε>?????????Λ?22' 2.22'sen j e I I ?-ΛΛ?=? 实际应用动作判据综合为： u U ε>??2 i I ε>??2 ? P 2 = ? U 2r ? ? I ’2r + ? U 2i ? ? I ’2i > εP (εu 、εi 、εP 为动作门槛) 保护逻辑框图见图5.2.1.2。 图5.2.1.1 故障分量负序方向保
发电机保护浅谈 一、发电机设备简介 某电厂发电机为上海发电机有限公司制造的QFSN-600-2Y型三相交流隐极式同步发电机，定子绕组为2Y接线，功率因数0.9。发电机采用水、氢、氢冷却方式，定子、转子绕组均采用F级绝缘。发电机出线端子数目为6个，中性点经变压器二次电阻接地。发电机经主变升压后接入500KV系统，发变组系统为单元接线方式。发电机励磁系统为自并励静止可控硅整流励磁系统。励磁系统由励磁变、可控硅整流桥、自动励磁调节器及软启励装置、转子过电压保护、灭磁装置等组成。励磁变取自机端，降压后向整流器提供交流电源。 二、发电机保护种类及特点 （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。 技术特点：1、有效防止区外故障误动的制动特性。2、CT断线判别功能。3、具有良好防外部CT饱和的能力。 （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。 技术特点：1、由基波零序电压判据和三次谐波电压判据组成。2、保护发电机100%定子绕组单相接地。3、具有三次谐波电压滤除功能。4、具有PT断线闭锁功能。 （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。 技术特点：取三相线电压，任一相大于整定值时动作。 （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。 技术特点：具有按频率分段时间积累功能，时间积累在装置掉电时能保持。 （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。能检测加速失步和减速失步。保护通常动作于信号,当振荡中心在发电机或变压器内部,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。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。
发电机得主要保护 1、继电保护及自动装置得一般规定 继电保护及自动装置就就是保证电网运行。保护电气设备得主要装置,保护装置使用不当或不正确动作将会引起事故或事故扩大,损坏电气设备甚至整个电力系统瓦解。 １) 继电保护盘得前后,都应有明显得设备名称，盘上得继电器、压板与试验部件及端子排都应有明显得标志名称,投入运行前由继保人员负责做 好。 2）任何情况下，设备不容许无保护运行,若开关改非自动,应在有关调度与本厂领导同意下情况方可短时停用其中一部分保护。 ３) 继电保护与自动装置得投入、停用、试验或更改定值,如由系统调度管理得设备,则应按调度命令执行;如由本厂管理得设备,则应按值长命 令执行。 ４) 运行人员一般只进行投入,切除装置得压板、控制开关(切换开关)与操作控制电源得操作，在事故处理或发生异常情况时,可以在查明图纸得 情况下进行必要得处理,并做好必要记录。 5) 运行人员处得继电保护图纸应经常保持正确完整。当继电保护回路接线 变动后,检修人员应及时送交异动报告与修改底图。 2、继电保护及自动装置得维护与管理 1）、值班人员在接班时,应巡视保护装置,并检查以下项目： （1）继电保护及自动装置罩壳就就是否完好,无过热、水蒸汽、异声等不正常现象。 (2)继电保护及自动装置信号应指示正确。 (3）继电保护及自动装置得运行方式,出口压板等应符合被保护设备得当时运行方式, (４)所有保护装置应保持清洁,做保护装置清洁工作时,要小心谨慎,对保护装置不可敲击，并注意固定不可靠得电阻，灯座,小线等。 (5)监视直流母线电压在2２0V左右,以防止因直流电压不正常而使保护装置拒 动或误动作。监视直流系统绝缘正常,以防止因系统绝缘降低或直流接地
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。 (7)定子过电流：由于外部短路或系统振荡而引起定子过电 流时，也将引起发电机定子温度升高，加速绝缘老化等
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。 （12）对于300MW及以上的发电机，应装设过励磁保护。 （13）其他保护：如当电力系统振荡影响机组安全运行时，在300MW机组上，宜装设失步保护；当汽轮机低频运行时，在300MW机组上，宜装设失步保护；当汽轮机低频运行会造成机械振动、叶片损伤、对汽轮机危害极大时，可装设低频保护；当水冷发电机断水时，可装设断水保护等。 7.2 简述发电机—变压器组保护的配置。 答：针对发电机—变压器组可能出现的故障，应配置如下的保护。 （1）发电机定子短路主保护： 1）发电机纵差动保护； 2）发变组纵差动保护；
NSC 554U 数字式发电机保护装置 说明书 南京南自四创电气有限公司 20012年6月 *本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料
目次 1装置简介 (1) 2 装置硬件构成 (2) 2.1 交、直流输入模件 (2) 2.2 主处理模件 (2) 2.3 人机对话模件 (3) 2.4 输出及信号模件 (2) 3 技术指标 (5) 3.1运行环境 (5) 3.2 额定参数 (5) 3.3 装置技术参数 (5) 4 绝缘性能 (6) 4.1 绝缘电阻 (6) 4.2 介质强度 (6) 4.3 冲击电压 (6) 4.4 耐湿热性能 (6) 4.5 抗电磁干扰性能 (6) 4.6 机械性能 (6) 5 保护原理 (7) 5.1发电机纵差保护 (7) 5.2发电机定子接地保护 (9) 5.3 发电机过电压保护 (10) 5.4 发电机静稳失磁保护 (11) 5.5 发电机定时限负序过流保护 (14) 5.6 发电机过负荷保护 (15) 5.7 发电机叠加直流式转子一点接地保护 (16) 5.8 发电机谐波序电压式转子两点接地保护 (17) 5.9 发电机频率异常保护 (18) 5.10发电机逆功率保护 (19) 5.11发电机复合过流（记忆过流）保护 (20) 5.12 非电量保护（发电机热工保护、灭磁联跳保护、LCB温度高保护） (21) 6 定值清单 (222) 7装置背板布置图 (2224)
1 1装置简介 NSC 554U 发电机保护装置专为小型中型汽轮发电机、水轮发电机、燃气轮发电机等发电机机组设计，且并能满足电厂自动化系统的要求。 保护装置CPU 的保护功能配置表 功能 NSC554U 发电机差动保护 √ 发电机过电压保护 √ 发电机失磁保护 √ 发电机复合电压过流保护 √ 发电机频率保护 √ 发电机转子一点接地保护 √ 发电机转子两点接地保护 √ 发电机定子接地保护 √ 发电机逆功率保护 √ 发电机非电量保护 √ TA 、TV 断线保护 √ ※ 注：装置配有一套完整操作回路，无须单独配置发电机出口断路器操作箱；装置的保护出口方式可由定值整定。 装置的特点： ● 装置的主处理器为Motorola32位微处理器，速度快、可靠性高、资源丰富、扩展余地大 ● 整面板240×128大屏幕液晶显示器，全汉化操作、显示，人机界面友好 ● 多种通信接口，预留RS-232、RS-485/422、CAN ，以太网，可以很方便地与本站或远方系统进行 高速通信 ● A/D 转换精度高、速度快，且无需可调部件，装置自动对采样精度进行调整 ● 完善的软硬件watchdog 自检功能，CPU 故障时自动闭锁出口 ● 装置采用背插式结构，实现了强弱电分开，大大提高了装置的抗干扰性能 ● 调试功能全面、丰富，调试简单