发电机保护

4.5.1 发电机保护

4.5.1.1 发电机差动保护（两套）

保护应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,瞬时动作于停机1或2。应具有电流互感器断线判别功能，并能选择闭锁差动、发信号。

1)应具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性，防止发电机过激磁时误动。

2）当电流互感器发生断线时，应发出报警信号。

3）在同一相上出现两点接地故障(一点区内、一点区外)时，应动作出口。 4）动作电流的整定范围应为0.1～0.5额定电流。 5）动作时间(2倍整定电流时)不大于30ms。 6）差动保护动作后采用停机1动作出口继电器。

4.5.1.2 发电机定子接地保护（两套）

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,保护装置带时限t1动作于发信号及t2动作于停机1或2。设PT断线闭锁。区外故障时不应误动。

上述保护装置应具有以下主要功能和技术要求： 1) 保护范围应为定子绕组的100％。

2) 三次谐波式保护应能通过参数监视功能提供整定依据。

3) 该保护装置应能满足在起动过程中对发电机接地故障提供保护，否则，卖方需提供起动保护继电器。 4) 固有延时不大于70ms。

5) 发电机定子接地保护动作后采用停机1或2动作出口继电器，其中

三次谐波式保护应提供出口切换片供买方选择投跳或投信。 4.5.1.3 发电机过电压保护（两套）

保护发电机防止在起动或并网过程中发生电压升高而损坏发电机绝缘的事故。

过电压保护动作电压取1.3倍额定电压,延时0.5秒动作于停机1。 其主要功能和技术要求如下：

1) 电压整定范围：0～3额定电压。

2) 返回系数不小于0.97-0.98。 3) 固有延时不大于30ms。 4) 采用停机1或2动作出口继电器

4.5.1.4 发电机频率异常保护（两套）

发电机频率异常保护反应系统频率的降低或提高，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异频保护自动退出运行。保护动作于发信号或者停机1或2。

异频保护是保护汽轮机，为防止发电机在频率偏低或偏高时，使汽轮机的叶片及其拉筋发生断裂故障的保护装置。其主要功能和技术要求如下：

1) 该保护应能反应频率下降和持续低频运行的时间累计。

2) 应根据汽轮机的频率－时间特性，具有按频率分段时间累积功能，时间累积在装置断电时应能保持。

3) 在发电机停机过程和停机期间应自动闭锁异频保护。 4) 低频保护应在发电机－变压器组断路器合闸后投人运行。 5) 频率测量范围为20Hz～65Hz；频率测量允许误差±0.01Hz。 6) 低频保护的第一时限动作于发信号，第二时限动作于停机1或2。（具体时间累积的整定应根据汽轮机厂资料）。

装置在运行时可实时监视定值，频率及累计时间的显示。两套保护之间有连续跟踪和数据累计功能。 4.5.1.5 失步保护（两套）

本保护为：发电机在发生失步时，可能造成机组受力和热的损伤及厂用电压

急剧下降，使厂用机械受到严重威胁，导致停机、停炉严重事故的保护装置。

保护可由双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。应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,保护动作于停机1。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。

其主要功能和技术要求如下：

1) 应能检测加速和减速失步。

2) 应能区分短路故障与失步、机组稳定振荡与失步。

3) 应具有区分振荡中心在发电机-变压器组内部或外部的功能。 4) 应能记录滑极次数。

5) 应具有选择失步保护闭锁或解除失步保护以及当电流过大危及断路器安全跳闸时应闭锁出口的功能。 6) 固有延时不大于70ms。

7) 失步保护动作后采用停机1或2动作出口继电器。

4.5.1.6 失磁保护（两套）

该保护为：发电机在发生失磁或部分失磁时，防止危及发电机安全及电力系统稳定运行的保护装置。

保护由发电机端测量阻抗判据,转子低压判据、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,系统电压低于动作允许值时经延时动作于停机1或2。

其主要功能和技术要求如下：

1) 发电机失磁保护由双下抛圆特性的阻抗元件、主变高压侧和机端低电压元件及负序电压闭锁元件组成。

2) 应能检测机组的静稳/异步边界，还应能检测不同负荷下的全失磁和部分失磁。

3) 应防止机组正常进相运行时和电力系统振荡时的误动；还应防止系统故障、故障切除过程中以及电压互感器断线时的误动，当电压互感器回路断线时应发出报警信号。 4) 固有延时不大于70ms。

5) 失磁后当主变高压侧电压低于设定值时，经t1延时采用停机1动作于出口继电器；失磁后当机端电压低于设定值后，经t2延时后动作于停机1。低电压元件判据可用软件投退。

对发电机失磁、失步保护，要采取相应措施来防止系统单相故障发

展为两相故障时，失步继电器的不正确动作行为。在发电机进相运行的上限工况时，防止发电机的失步、失磁保护装置不正确跳闸。

4.5.1.7 发电机逆功率保护（两套）

用于保护发电机变电动机运行的异常运行。

保护发电机在运行时因失去蒸汽而造成电动机运行方式，从而使汽轮机尾部叶片受损的保护装置。

保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于停机1或2,具备PT断线闭锁功能。 4.5.1.8 程序跳闸逆功率保护（两套）

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动作于程序跳闸。

其主要功能和技术要求如下：

1) 作为程序跳闸起动元件，在汽机主汽门关闭并且逆功率继电器动作的情况下，经较短延时起动跳闸；作为电动机运行方式保护元件，当发电机-变压器组在线运行时，逆功率继电器动作但未得到主汽门关闭信号时经较长的时限起动跳闸。

2) 有功测量原理应与无功大小无关。

3) 当电压互感器回路断线时应闭锁本装置并发出报警信号。 4) 有功最小整定应不大于10W(二次的三相功率,额定电流为5A)。 5) 返回系数不小于0.9。

6) 固有延时（1.2倍整定值时）不大于70ms。 逆功率保护动作后采用程序跳闸5动作出口继电器。 4.5.1.9 发电机过激磁保护（两套）

过激磁保护保护发电机过激磁，即当电压升高和频率降低时工作磁通密度过高引起绝缘过热老化的保护装置。

过激磁是以V/HZ的比值为动作原理,设有两段定值。低定值带时限动作于信号和降低励磁电流,高定值部分动作停机1或2动作出口继电器。

其主要功能和技术要求如下：

1) 保护装置应设有定时限和反时限两个部分，以便同发电机的过激磁特性近似匹配。

2) 在变压器出现励磁涌流时保护不应发生误动作。 3) 当电压互感器回路断线时应闭锁装置并发出报警信号。

4) 装置适用频率范围25-65Hz；电压整定范围：1.0～1.5额定电压。

5) 过激磁返回系数不小于0.97-0.98。

6) 装置固有延时(1.2倍整定值时)不大于70ms。 7) 反时限长延时应可整定到1000s。

发电机过励磁保护的起动元件、返时限和定时限元件应分别整定并要求其返回系数不低于0.96。 4.5.1.10

发电机对称过负荷保护（两套）

用于保护由过负荷引起的发电机定子绕组过电流。

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，反时限整个特性应由信号起动段、反时限段、速断段等三部分组成。

动作特性按发电机定子绕组的过负荷能力确定，动作于停机1或2。 4.5.1.11

发电机不对称过负荷保护（两套）

用于保护不对称负荷、非全相运行以及外部不对称引起的负序电流。 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，动作于解列或程序跳闸。

1) 定时限部分应具有灵敏的报警单元。

2) 反时限部分动作电流按照发电机承受负序电流的能力确定，保护应能反应负序电流变化时发电机转子的热积累过程。 3) 该保护继电器应能输出负序电流信号至DCS（4-20mA）。 4) 反时限特性的长延时应可整定到1000s;

5) 反时限整个特性应由信号起动段、反时限段、速断段等三部分组成。 6) 保护固有延时不大于70ms。

7) 负序电流保护动作后采用停机1动作出口继电器。

4.5.1.12

低电压自保持过电流保护（两套）

低电压自保持过电流保护是用于自并励发电机机端短路的后备保护，保

护动作后采用停机1或2动作出口继电器。 4.5.1.13

发电机定子匝间保护（两套）

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