【划重点】电厂发电机主保护讲解

法律顾问：张友全 律师

正文：

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。

      TV 断线判据在满足以下两个条件中任一条件： │Ua+Ub+Uc － 3U0│≥Uset( 电压门坎 ) 或三相电压均低于 8V ，且 0.1A<ia<iset( 电流门坎 ) 时判为 TV 二次回路断线，将失磁保护闭锁。 │UA+UB+UC-3U0│≥USET 用于判别 TV 单相或两相断线，低压判据判断三相失压。

   在电力系统短路或短路切除等非失磁因素引起系统振荡时，保护采取措施闭锁 Ufd(P) ，可防止保护误出口。

    励磁低电压 Ufd(P) 判据动作后经 t1 （ 2s ）发出失磁信号。励磁低电压 Ufd(P) 判据、静稳阻抗判据均满足且无 TV 二次回路断线时经 t2 （ 6s ）发出跳闸指令。励磁低电压 Ufd(P) 判据、静稳阻抗、系统低电压判据均满足且无 TV 二次回路断线时经 t3 （ 1s ）发出跳闸指令。

2 、发电机过激磁保护

    过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。过激磁保护分高、低两段定值， 低定值经固定延时 5s 发出信号和降低励磁电压（降低励磁电压、励磁电流的功能暂未用），高定值经反时限动作于解列灭磁。反时限延时上限为 5 秒，下限为 200 秒。

3 、发电机定子接地保护

     发电机定子接地保护作为发电机定子单相接地故障保护，由基波零序电压部分和三次谐波电压两部分组成，基波零序电压保护机端至机尾 95% 区域的定子绕组单相接地故障，由反映发电机机端零序电压原理构成，经时限 t1 （ 3s ）动作于解列灭磁；三次谐波电压保护机尾至机端 30% 区域的定子绕组单相接地故障，由发电机中性点和机端三次谐波原理构成，经时限 t2 （ 5s ）动作于信号。二者组成 100% 的定子接地保护。 保护设有ＰＴ断线闭锁。

4 、发电机定子匝间保护

   保护由纵向零序电压和故障分呈负序方向判据构成 , 设置 PT 断线闭锁措施，作为发电机内部匝间、相间短路以及定子绕组开焊的主保护 . 故障分量负序方向判据通过检测流出发电机的负序功率实现纵向零序电压判据通检测中性点与发电机中性点直接相连但不接地的 3PT 开口三角绕组所输出的纵向 3U0 实现。 保护动作于全停 。

     5 、失步保护

   保护采用三阻抗元件，通过阻抗的轨迹变化来检测滑极次数并确定振荡中心的位置。在短路故障、系统振荡、电压回路断线等情况下，保护不误动作。保护一般动作于信号；当振荡中心在发电机－变压器组内部， 保护 I 段启动经 t1(0.5s) 发跳闸命令 , 动作于解列灭磁；当振荡中心在发电机－变压器组外部，保护 II 段启动经 t2(2s) 发信号。 保护装设有电流闭锁装置，用以保证在断路器断开时电流不超过断路器额定失步开断电流。

      6 、低频累加保护

    低频累加保护反应系统频率降低对汽轮机影响的累积效应，保护由灵敏的频率继电器和计数器组成， 经出口断路器辅助接点闭锁（即发电机退出运行时低频累加保护也退出运行），累计系统频率低于频率定值 47.5Hz 的时间，当累计时间达到整定值 3000 秒时，经延时 30 秒动作于发信号。 装置在运行时可实时监视：定值，频率 f 及累计时间的显示。发变组差动保护、变压器差动保护及高变差动保护是被保护元件内部相间短路故障的主保护，采用比率制动式原理。区外故障时可靠地躲过各侧 CT 特性不一致所产生的不平衡电流，区内故障保护灵敏地动作。为避免在变压器励磁涌流作用下保护误动，保护采用二次谐波闭锁。保护设有不经二次谐波闭锁差流速断功能，当差动电流达到整定值时瞬间切除故障。保护具有 CT 断线闭锁功能（实际未用）。 CT 断线判别与发电机差动保护相同。

7 、励磁回路过负荷保护  

   励磁回路过负荷保护用作转子励磁回路过流或过负荷的保护，接成三相式，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运行最大额定电流下能可靠返回的条件整定， 经时限 t1(5s) 动作于信号和降低励磁电流（降低励磁电流的功能未用）；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，保护动作于解列灭磁，反时限上限为 10 秒。

8 、发电机转子一点接地保护

    发电机转子一点接地保护用于反应发电机转子回路一点接地故障，保护采用乒乓式切换原理，轮流采样转子回路正、负极对地电压，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻和接地位置。保护经延时 2 秒动作于信号。

9 、发电机对称过负荷保护

    保护装置由定时限和反时限两部分组成， 定时限部分经时限 5 秒动作于信号。反时限动作特性按发电机承受过负荷电流的能力确定，动作于解列。 保护装置能反应发电机定子的热积累过程。

10 、发电机负序过负荷保护  

   保护装置由定时限和反时限两部分组成， 定时限动作电流按躲过发电机长期允许的负序电流值和躲过最大负荷下负序电流滤过器不平衡的电流值整定，经时限 3 秒动作于信号。反时限动作特性按发电机承受负序电流的能力确定，动作于解列灭磁。 保护装置能反应发电机转子的热积累过程。

11 、发电机过电压保护

     在发电机并网前，如机端电压达到 1.3 倍额定值时，发电机过电压经延时 0.5 秒动作于解列灭磁。当发电机并网后，自动退出此保护。 发电机－变压器组是否并网通过主变 220KV 侧开关辅助接点状态进行判别。

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