(電力)主保護(hù)之發(fā)變組各保護(hù)動作與原理解析

1、跳滅磁開關(guān)

在發(fā)生機(jī)組跳閘等故障時（如發(fā)電機(jī)保護(hù)動作），勵磁系統(tǒng)自動切除，司時

滅磁開關(guān)分閘。

2、關(guān)主汽門

發(fā)信號至ETS跳汽輪機(jī)，關(guān)閉主汽門

3、減出力

發(fā)電機(jī)減少向電網(wǎng)輸出的有功功率

4、減勵磁

用減少勵磁電壓，減少勵磁電流來發(fā)出容性無功

5、跳高壓側(cè)I

跳閘出口壓板，跳4802開關(guān)跳閘線圈I

6、跳高壓側(cè)II

跳閘出口壓板，跳4802開關(guān)跳閘線圈II

7、跳母聯(lián)I

跳閘出口壓板，跳4800開關(guān)跳閘線圈I

8、跳母聯(lián)H

跳閘出口壓板，跳480（）開關(guān)跳閘線圈II

9、跳A廠變A1分支

跳高廠變6201開關(guān)

10、跳A廠變A2分支

跳高廠變6202開關(guān)

11、啟動A廠變A1分支

切換啟動6KV工作2A段快切裝置無

12、啟動A廠變A2分支

切換啟動6KV工作2B段快切裝置

13、閉鎖A廠變A1分支

切換閉鎖6KV工作2A段快切裝置切換

14、閉鎖A廠變A2分支

閉鎖6KV工作2B段快切裝置切換

15、解除失靈電壓閉鎖

考慮到主變低壓側(cè)故障高壓側(cè)開關(guān)失靈時，高壓側(cè)母線的電壓閉鎖元件靈敏

度有可能不夠，為防止該情況下失靈保護(hù)拒動。

16、起動斷路器失靈

斷路器失靈保護(hù)是指故障電氣設(shè)備的繼電保護(hù)動作發(fā)出跳閘命令而斷路器

拒動時，利用故障設(shè)備的保護(hù)動作信息與拒動斷路器的電流信息構(gòu)成對斷路器失

靈的判別，能夠以較短的時限切除同一廠站內(nèi)其他有關(guān)的斷路器，使停電范圍限

制在最小，從而保證整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免造成發(fā)電機(jī)、變壓器等故障元件

的嚴(yán)重?zé)龘p和電網(wǎng)的崩潰瓦解事故。斷路器拒動是電網(wǎng)故障情況下又神加斷路器

操作失靈的雙重故障，允許適當(dāng)降低其保護(hù)要求，但必須以最終能切除故障為原

則。

17、起動非全相失靈

保護(hù)動作4801和4802均為三相聯(lián)動，所以此保護(hù)不投。

18、發(fā)電機(jī)差動保護(hù)（變壓器主保護(hù)-瓦斯保護(hù)及差動保護(hù)）

用來反映發(fā)電機(jī)定子繞組和引出線相間短路故障，瞬時動作于全停I、II。

19、發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)（學(xué)習(xí)什么是發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)）

單元件橫差啟動：當(dāng)橫差電流大于橫差保護(hù)整定值時，啟動元件動作。零序

電壓匝間保護(hù)啟動：當(dāng)縱向零序電壓大于縱向零序電壓整定值時，啟動元件動作。

工頻變化量方向匝間保護(hù)啟動：當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)序電壓、負(fù)序電流及負(fù)序功率工頻變

化量大于啟動門檻時，啟動元件動作。

20、95%定子接地保護(hù)（發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)學(xué)習(xí)）

95%定子接地保護(hù)主要反映發(fā)電機(jī)機(jī)端的基波零序電壓的大小，當(dāng)達(dá)到動作

定值時，動作于全停I、II。

21,100%定子接地保護(hù)

采用基波零序電壓保護(hù)和三次諧波定子接地保護(hù)，可構(gòu)成10（）%定子接地保

護(hù)。

22、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)

于靜止勵磁的發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，勵磁回路對地之間有一定的絕緣電阻和分

布電容。當(dāng)勵磁繞組絕緣嚴(yán)重下降或損壞時，會引起勵磁回路的接地故障，最常

見的是一點(diǎn)接地故障。發(fā)生一點(diǎn)接地故障時，由于沒有形成電流回路，對發(fā)電機(jī)

沒有直接影響，但一點(diǎn)接地后，勵磁回路對地電壓升高，在某些情況下，會誘發(fā)

第二點(diǎn)接地。當(dāng)發(fā)生笫二點(diǎn)接地故障時，由于故障點(diǎn)流過很大的短路電流，會燒

傷轉(zhuǎn)子，由于部分繞組被短接，氣隙磁通將失去平衡，會引起機(jī)組劇烈振動。此

外，還可能使軸系和汽輪機(jī)汽缸磁化。因此需要裝設(shè)一點(diǎn)、兩點(diǎn)接地保護(hù)。一點(diǎn)

接地保護(hù)動作于發(fā)信號，一點(diǎn)接地保護(hù)動作發(fā)出信號后，及時投入兩點(diǎn)接地保護(hù),

兩點(diǎn)接地保護(hù)動作后動作于全停I、1L

23、定子過負(fù)荷保護(hù)

作為發(fā)電機(jī)對稱過負(fù)荷保護(hù)，分定時限和反時限，延時動作于信號。

24、負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)

作為發(fā)電機(jī)不對稱過負(fù)荷保護(hù)，延時動作于信號。

25、失磁保護(hù)（發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)學(xué)習(xí)）

在發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時，保護(hù)發(fā)電機(jī)的安全及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行裝置設(shè)由四

段失磁保護(hù)功能，失磁保護(hù)【段動作于減出力，II段經(jīng)母線電壓低動作于跳閘，

IH段可動作于信號或跳閘，IV段經(jīng)較長延時動作于跳閘。

26、失步保護(hù)（）

是反映發(fā)電機(jī)失步狀態(tài)的，失步保護(hù)應(yīng)滿足：

（1）正確區(qū)分系統(tǒng)短路與振蕩；

（2）正確判定失步振蕩與穩(wěn)定振蕩。利用兩個阻抗繼電器先后動作順序反

映發(fā)電機(jī)端測量阻抗的變化。本保護(hù)靠正序阻抗軌跡穿越外圓和中圓的時間段的

長短，來區(qū)分系統(tǒng)短路與振蕩；靠阻抗軌跡穿越外圓和中圓的時間段和穿越中圓

和外圓的時間段的長短來區(qū)分失步振蕩與穩(wěn)定振蕩。出口方式：當(dāng)判斷為減速失

步時發(fā)減速脈沖，當(dāng)判斷為加速失步時發(fā)加速脈沖，加速或減速脈沖作用于降低

或提高原動無機(jī)出力，經(jīng)過處理仍處于失步狀態(tài)時，動作于程跳。

27、過電壓保護(hù)

防止發(fā)電機(jī)定子繞組過電壓，延時動作于全停I、II。

28、過勵磁保護(hù)

由于發(fā)電機(jī)或變壓器發(fā)生過勵磁故隙時并非每次都造成設(shè)備的明顯破壞，往

往容易被人忽視，但是多次反復(fù)過勵磁，將因過熱而使絕緣老化，降低設(shè)備的使

用壽命。發(fā)電機(jī)和變壓器都由鐵芯繞組組成，設(shè)繞組外加電壓為U,匝數(shù)為W,

鐵芯截面為S,磁密為B,則有：U4.441WBS,因為W、S均為定數(shù)，故可寫成:

fUBK,式中，對每一特定的發(fā)電機(jī)或變壓器，K為定數(shù)。由式fUBK可知：電

壓的升高和頻率的降低均可導(dǎo)致磁密B的增大。對于發(fā)電機(jī)，當(dāng)過勵培數(shù)

UfffUUnBBnn/n//>l時，要遭受過勵磁的危害，主要表現(xiàn)在發(fā)電機(jī)定子鐵芯背部

漏磁場增強(qiáng)，在定子鐵芯的定位筋中感應(yīng)電勢，并通過定子鐵芯構(gòu)成閉路，流過

電流，不僅造成嚴(yán)重過熱，還可能在定位筋和定子鐵芯接觸面造成火花放電，這

對氫冷發(fā)電機(jī)組十分不利。發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，可能因以下原因造成過激磁：發(fā)電機(jī)

與系統(tǒng)并列之前，由于操作錯誤，誤加大勵磁電流引起激磁，如由于發(fā)電機(jī)PT

斷線造成誤判斷。發(fā)電機(jī)啟動過程中，發(fā)電機(jī)隨同汽輪機(jī)傳子低速暖機(jī)，若誤將

電壓升至額定值，則因發(fā)電機(jī)低頻運(yùn)行而導(dǎo)致過勵磁。在切除機(jī)組的過程中，主

汽門關(guān)閉，出口開關(guān)斷開，而滅磁開關(guān)拒動。此時汽輪機(jī)惰走轉(zhuǎn)速下降，自動勵

磁調(diào)節(jié)器力求保持機(jī)端電壓等于額定值，使發(fā)電機(jī)遭受過勵磁。發(fā)電機(jī)出U開關(guān)

跳閘后，若自動勵磁調(diào)節(jié)裝置手動運(yùn)行或自動失靈，則電壓與頻率均會升高，但

因頻率升高較慢引無K1/4.44WS起發(fā)電機(jī)過激磁。發(fā)電機(jī)的允許過激磁倍數(shù)一

般低于變壓滯過激磁倍數(shù)，更易遭受過激磁的危害，因此，大型發(fā)電機(jī)需裝設(shè)性

完善的過激磁保護(hù)。對于發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)開關(guān)的發(fā)電機(jī)變壓器組，為了在各種運(yùn)

行方式下二者都不失去保護(hù)，發(fā)電機(jī)和變壓器的過激磁保護(hù)應(yīng)分開設(shè)置。

29、功率保護(hù)

汽輪機(jī)在其主汽門關(guān)閉后，發(fā)電機(jī)變?yōu)橥诫妱訖C(jī)運(yùn)行，從電機(jī)可逆的觀點(diǎn)

來看，逆功率運(yùn)行對發(fā)電機(jī)毫無影響。但是對于汽輪機(jī)，其轉(zhuǎn)子將被發(fā)電機(jī)拖動

保持3000r/min高速旋轉(zhuǎn)，葉片將和滯留在汽缸內(nèi)的蒸汽產(chǎn)生鼓風(fēng)磨擦，所產(chǎn)生

的熱量不能為蒸汽所帶走，從而使汽輪機(jī)的葉片［主要是低壓缸和中壓缸末級葉

片）和排汽端缸溫急劇升高，使其過熱而損壞，一般規(guī)定逆功率運(yùn)行不得超過

3mino因此大型機(jī)組都要求裝設(shè)逆功率保護(hù)，當(dāng)發(fā)生逆功率時，以一定的延時將

機(jī)組從電網(wǎng)解列。主汽門關(guān)閉后，發(fā)電機(jī)有功功率下降并變到某一負(fù)值，幾經(jīng)擺

動之后達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。發(fā)電機(jī)的有功損耗，一般約為額定值的1%?1.5%,而汽輪

機(jī)的損耗與真空度及其他因素有關(guān)，一般約為額定值的3%?4%,有時還要稍人

些。因此，發(fā)電機(jī)變電動機(jī)運(yùn)行后，從電力系統(tǒng)中吸收的有功功率穩(wěn)態(tài)值約為額

定值的4%?5%,而最大暫態(tài)值可達(dá)到額定值的10%左右。當(dāng)主汽門有一定的漏

泄時，實(shí)際逆功率還要比上述數(shù)值小些?，F(xiàn)代大型機(jī)組一般設(shè)置兩套逆功率保護(hù)，

一套是常規(guī)的逆率保護(hù)。另一套是程序跳閘專用的逆率保護(hù)，用于防止汽輪機(jī)主

汽門關(guān)閉不嚴(yán)而造成飛車危險，當(dāng)主汽門關(guān)閉時用逆功率元件來將機(jī)組從電網(wǎng)安

全解列。

30、頻率保護(hù)1

主要用于保護(hù)汽輪機(jī)不受低頻共振的影響。低頻運(yùn)行對于汽輪機(jī)而言是個疲

勞過程，一般汽輪機(jī)疲勞運(yùn)行累計達(dá)一定時間，汽輪機(jī)將達(dá)到疲勞壽命。因此，

低頻運(yùn)行的時間是個積累的過程，而且不同的低頻有不同的積累速度。保護(hù)裝置

停運(yùn)不影響”低頻運(yùn)行的時間”積累值。如果I段時間積累頻率范圍內(nèi)，達(dá)到I段

時間11;II段時間積累頻率范圍內(nèi)，達(dá)到n段時間12；III段時間積累頻率范圍

內(nèi)，達(dá)無到IH段時間t3；則發(fā)出信號或跳閘。低頻保護(hù)反映系統(tǒng)頻率的降低，

受出口斷路器輔助觸點(diǎn)閉鎖，即發(fā)電機(jī)退出時低頻保護(hù)也自動退出。在發(fā)電機(jī)頻

率異常運(yùn)行時，保護(hù)汽輪機(jī)的葉片不受損傷。

31、誤上電保護(hù)

（1）發(fā)電機(jī)盤車時，未加勵磁，斷路器誤合，造成發(fā)電機(jī)異步起動。采用

負(fù)荷報警、啟動風(fēng)冷（2段）。過負(fù)荷報警和啟動風(fēng)冷可分別通過整定控制字來

控制其投退。啟動風(fēng)冷動作后輸出兩付常開接點(diǎn)。

42、主變接地零序保護(hù)

主變零序過流保護(hù)用于中性點(diǎn)直接接地變壓器，該保護(hù)反映變壓器零序電流

大小，反映接地故障，僅在變壓器中性點(diǎn)直接接地時起作用，零序電流取自變壓

器中性點(diǎn)CT電流。該保護(hù)分二段，與出線零序保護(hù)配合，保護(hù)以短延時跳母聯(lián),

以長延時變壓器兩側(cè)跳斷路器。

43、主變間隙零序保護(hù)

主變間隙零序電壓電流保護(hù)：能反映主變間隙零序電流大小和零序電壓大

小，該保護(hù)可在變壓器中性點(diǎn)不接地時投入。由接地刀閘的輔助觸點(diǎn)來控制，問

隙零序電流取自變壓器中性點(diǎn)間隙CT電流，即測量中性點(diǎn)間隙擊穿后的電流。

零序電壓取自變壓器高壓側(cè)PT開口三角的零序電壓。出口方式：解列滅磁，啟

動快切，啟動失靈。

44、發(fā)變組差動保護(hù)

縱聯(lián)差動速斷保護(hù)：縱聯(lián)差動速斷保護(hù)實(shí)質(zhì)上為反映發(fā)電機(jī)兩側(cè)電流差而快

速動作的保護(hù)，用以保證在發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障或變壓器外部兩側(cè)CT間短

路時而快速動作于跳間。比率差動保護(hù)（帶CT斷線閉鎖功能）：該保護(hù)采用分

相式，即A、B、C任一相保護(hù)動作均出口CT斷線：為防止CT繼線時，保護(hù)

誤動作，999發(fā)變組差動保護(hù)裝置用軟件設(shè)置了延時CT斷線報警及瞬時CT斷

線閉鎖保護(hù)功能。

45、A廠變差動保護(hù)

46、A廠變高壓側(cè)后備

設(shè)有兩段過電流保護(hù)，作為高廠變后備保護(hù)。通過整定控制字可選擇過流I

段、II段經(jīng)低壓分支復(fù)合電壓閉鎖。

（1）復(fù)合電壓元件：復(fù)合電壓元件由相間低電壓和負(fù)序電壓或門構(gòu)成，保

護(hù)有兩個控制字（即過流I段經(jīng)復(fù)壓閉鎖，過流II段經(jīng)復(fù)壓閉鎖）來控制過流I

段和過流n段經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。當(dāng)過流經(jīng)復(fù)壓閉鎖控制字為"，時，表示本段過

流保護(hù)經(jīng)過復(fù)合電壓閉鎖。

（2）電流記憶功能:對于自并勵發(fā)電機(jī)，在短路故障后電流衰減變小，故障電

流在過流保護(hù)動作出口前可能已小于過流定值，因此，復(fù)合電壓過流保護(hù)起動后，

過流元件需帶記憶無功能，使保護(hù)能可靠動作出口?？刂谱帧半娏饔洃浌δ堋痹诒?/p>

護(hù)裝置用于自并勵發(fā)電機(jī)時置“1”。

（3）TV斷線對復(fù)合電壓閉鎖過流的影響：裝置設(shè)有整定控制字（即TV斷

線保護(hù)投退原則）來控制TV斷線時復(fù)合電壓元件的動作行為。當(dāng)裝置判斷出本

側(cè)TV斷線或異常時，若叮V斷線保護(hù)投退原則，控制字為“，時，表示復(fù)合電壓

元件不滿足條件；若'TV斷線保護(hù)投退原則'控制字為O時，表示復(fù)合電壓元件

滿足條件，這樣復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)就變?yōu)榧冞^流保護(hù)。

5（）、投檢修態(tài)

將該套保護(hù)投入檢修狀態(tài)，該套保護(hù)在投檢修態(tài)后不起作用正常運(yùn)行期間不

投。

51、失靈保護(hù)

發(fā)電機(jī)內(nèi)部故隙保護(hù)跳閘時，如果發(fā)電機(jī)出口開關(guān)失靈，需要及時跳開主變

高壓側(cè)開關(guān)、廠變開關(guān)，并啟動主變高壓側(cè)開關(guān)失靈。失靈保護(hù)取機(jī)端電流作為

判據(jù)。失靈電流啟動為一個過流判別元件，可以是相電流或負(fù)序電流，經(jīng)保護(hù)動

作接點(diǎn)、和斷路器合閘位置接點(diǎn)閉鎖。

52、冷控失電起動跳閘

正常運(yùn)行過程中其冷卻器控制回路電源消失，保護(hù)裝置將根據(jù)變壓器運(yùn)行溫

度是否達(dá)到規(guī)程規(guī)定而發(fā)出跳閘指令。

53、熱工保護(hù)起動

為了統(tǒng)一管理非電氣量的保護(hù)，對來自熱工方面的保護(hù)裝置，統(tǒng)一使用一個

投退壓板來總體投入和切除熱工保護(hù)。

54、斷水保護(hù)起動跳閘

為保護(hù)發(fā)電機(jī)不致因斷水而損壞的保護(hù)裝置。當(dāng)內(nèi)冷水的水壓和流量降低到

預(yù)定數(shù)值且持續(xù)一定的時間時，動作于跳閘。

55、主變重瓦斯起動跳閘

用來反應(yīng)主變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障及油面降低，是油浸式變壓器的主

保護(hù)。它反應(yīng)油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。輕瓦斯動作于信號。重瓦斯

動作于全停。（不啟動失靈）

56、主變油溫高起動跳閘

變壓器溫度保護(hù)，動作于發(fā)信號。

57、主變繞組過溫起動跳閘

變壓器溫度保護(hù)，動作于發(fā)信號。

58、主變壓力釋放起動跳閘

避免主變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障時，油箱內(nèi)壓力過大，而導(dǎo)致油箱爆炸。動作于

發(fā)信號。

59、主變壓力突變起動跳閘

壓力突變是在變壓器器身上方側(cè)面安有一個油壓速動繼電器，它通過管路與

變壓器油箱連通，當(dāng)內(nèi)部故障油流迅速流動時它感受到響應(yīng)動作接點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)三

跳來切除故障。

60、廠變重瓦斯起動跳閘

用來反應(yīng)高壓廠用變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障及油面降低，是油浸式變壓

器的主保護(hù)。它反應(yīng)油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。輕瓦斯動作于信號。

重瓦斯動作于全停。（不啟動失靈）

61、廠變壓力釋放溫度高起動跳閘

避免高壓廠用變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障時，油箱內(nèi)壓力過大，而導(dǎo)致油箱爆炸。

動作于發(fā)信號。

62、廠變油溫高起動跳閘

變壓器溫度保護(hù)，動作于發(fā)信號。

63、廠變繞組溫高起動跳閘

變壓器溫度保護(hù)，動作于發(fā)信號。

64、廠變冷控失電起動跳閘

#2機(jī)高廠變?yōu)樽匀挥脱h(huán)冷卻方式，風(fēng)扇為后加。所以即使#2機(jī)高廠變冷

卻風(fēng)扇斷電也不會跳閘發(fā)變組#2機(jī)高廠變冷卻風(fēng)扇全停不跳發(fā)變組，#1機(jī)高廠

變冷卻風(fēng)扇全停跳發(fā)變阻

65、勵磁系統(tǒng)故障起動跳閘

勵磁變差動、過勵磁保護(hù)、勵磁繞組過負(fù)荷、勵磁過流保護(hù)

66、非電量延時保護(hù)

非電量保護(hù)啟動：當(dāng)非電量開入延時時間大于整定值時，啟動元件動作。

【主機(jī)培訓(xùn)】發(fā)變組保護(hù)原理解析

一、發(fā)變組保護(hù)功能

(1)發(fā)變組保護(hù)的功能：是對電氣或者機(jī)械故障提供保護(hù)，并在最短的時

間內(nèi)隔離系統(tǒng)的故障部分，以保證安全運(yùn)行并使設(shè)備損害減至最小。

(2)發(fā)變組保護(hù)針對不同的故障情況，有選擇的跳開以下開關(guān)：跳開500kV.

220kV斷路器、跳開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)、跳開勵磁開關(guān)、關(guān)閉主汽門、跳6kV工

作進(jìn)線電源開關(guān)。

(3)發(fā)變組保護(hù)在下列范圍內(nèi)提供對主設(shè)備的保護(hù)：

(a)發(fā)電機(jī)：定子繞組相間短路，定子繞組單相接地，定子繞組過電流、

定子繞組對稱過負(fù)荷、定子繞組不對稱過負(fù)荷、定子繞組過電壓、逆功率、發(fā)電

機(jī)斷水保護(hù)等。

(b)變壓器：變壓器油箱內(nèi)外故障、引線故障、變壓器溫度高、冷卻器全

停等保護(hù)。

(c)同時對發(fā)變組聯(lián)線各種故障提供保護(hù)。

二、繼電保護(hù)配置的原則要求

1、繼電保護(hù)配置原則：應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、一次設(shè)備的接線方式，以及運(yùn)行、

檢修和管理的實(shí)際效果，遵循“強(qiáng)化主保護(hù)，簡化后備保護(hù)和二次回路”的原

則進(jìn)行保護(hù)配置、選型與整定。

2、保護(hù)雙重化配置應(yīng)滿足以下要求：

(1)每套完整、獨(dú)立的保護(hù)裝置應(yīng)能處理可能發(fā)生的所有類型的故障，兩

套保護(hù)之間不應(yīng)有任何電氣聯(lián)系，當(dāng)一套保護(hù)退出時不應(yīng)影響另一套保護(hù)的運(yùn)

行。

(2)兩套主保護(hù)的電壓回路宜分別接入電壓互感器的不同二次繞組。電流

回路應(yīng)分別取自電流互感器互相獨(dú)立的繞組，并合理分配電流互感器二次繞組，

避免可能出現(xiàn)的保護(hù)死區(qū)。分配接入保護(hù)的互感器二次繞組時，還應(yīng)特別注意避

免運(yùn)行中一套保護(hù)退出時可能出現(xiàn)的電流互感器內(nèi)部故障死區(qū)問題。

(3)雙重化配置/呆護(hù)裝置的直流電源應(yīng)取自不同蓄電池組供電的直流母線

段。

(4)兩套保護(hù)的跳閘回路應(yīng)與斷路器的兩個跳圈分別一一對應(yīng)。

(5)雙重化的線路保護(hù)應(yīng)配置兩套獨(dú)立的通信設(shè)備(含復(fù)用光纖通道、獨(dú)

立光芯、微波、載波等通道及加工設(shè)備等)，兩套通信設(shè)備應(yīng)分別使用獨(dú)立的電

源。

(6)雙重化配置保護(hù)與其他保護(hù)、設(shè)備配合的回路應(yīng)遵循相互獨(dú)立的原則。

(7)雙重化配置的線路、變壓器和單元制接線方式的發(fā)變組應(yīng)使用主、后

一體化的保護(hù)裝置；對非單元制接線或特殊接線方式的發(fā)變組則應(yīng)根據(jù)主設(shè)備的

一次接線方式，按雙重化的要求進(jìn)行保護(hù)配置。

三、大型發(fā)變組主要保護(hù)簡介：

因篇幅限制，這里只對發(fā)變組主要保護(hù)做簡單介紹，考慮到有許多不是學(xué)習(xí)

電氣專業(yè)的讀者，盡力用通俗易懂的語句進(jìn)行了解釋說明，實(shí)在不懂的請參考繼

電保護(hù)有關(guān)書籍。

1、比例制動式差動保護(hù)

(1)差動保護(hù)的原理：發(fā)電機(jī)和主變都配置有差動保護(hù)，其基本原理都是

一樣的，都基于判斷流入差動繼電器的電流是否大于繼電器的整定電流，理論上

它可以反映保護(hù)范圍內(nèi)的相間短路，與外部短路無關(guān)。保護(hù)的整定值是按照躲過

外部發(fā)生三相短路時流經(jīng)兩側(cè)電流互感器的最大不平衡電流來計算的，但是由于

在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附近發(fā)生短路時，若短路匝數(shù)很少，流入差動繼電器的電流可能

會小于按上面的整定原則來整定的計算值從而使保護(hù)拒動，所以提出了保護(hù)狗整

定值按照外部短路電流的增加而增加的比例制動式差動保護(hù)，當(dāng)外部短路時可靠

制動，且短路電流越大制動作用越強(qiáng)，從而可以防止外部短路時保護(hù)的誤動，而

當(dāng)內(nèi)部短路時由于差動作用大于制動作用保護(hù)乂可以靈敏的動作，按照這種方法

可以避免發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附近小范圍短路時保護(hù)存在動作“死區(qū)”的問題。

(2)差動保護(hù)誤動的原因主要有：電流互感器極性接反，電流互感器二次

側(cè)開路，電流互感器二次阻抗過大造成互感器飽和以后兩側(cè)的電流不平衡.

(3)主變的差動保護(hù)原理同發(fā)電機(jī)的差動保護(hù)但是存在以下的區(qū)別：

(a)主變高低壓側(cè)的額定電壓和額定電流不同所以兩側(cè)的電流互感器的型

號不同。

(b)主變需要調(diào)壓，即需要改變分接頭的位置，所以調(diào)好的不平衡電流由

于分接頭位置的改變而改變。

(c)對于匝間短路發(fā)電機(jī)差動保護(hù)不反映，主變的差動保護(hù)反映繞組的匝

間短路。

(d)對于繞組的開焊故障，發(fā)電機(jī)和變壓器的差動保護(hù)都不反映，主變依

靠瓦斯保護(hù)和壓力保護(hù)，而發(fā)電機(jī)通過匝間保護(hù)來反映。

(e)變壓器由于既存在電路的耦合又存在磁路的耦合，所以不符合差動保

護(hù)的理論基礎(chǔ)-----基爾霍夫電流定律。還存在勵磁涌流問題，所以主變的差動

保護(hù)要考慮如何避開勵磁涌流問題，一般采用間斷角制動或者二次諧波制動。

2、定子繞組單相接地保護(hù)

(1)定子繞組單相接地的危害：主要表現(xiàn)在對發(fā)電機(jī)定子鐵心的燒傷和接

地故障擴(kuò)大為相間或匝間故障。

(2)中性點(diǎn)直接段地系統(tǒng)單相接地的故障：定子繞組單相接地的故障電流

和暫態(tài)過電壓與發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)接地方式密切相關(guān)，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)單相接

地的故障電流非常人，嚴(yán)重?zé)齻ㄗ予F心，實(shí)際運(yùn)行的發(fā)電機(jī)沒有這種接地方式。

(3)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相

接地故障時中性點(diǎn)電位升高從而對中性點(diǎn)的絕緣要求高，同時由于大型發(fā)電機(jī)容

量大，三相對地電容也相應(yīng)的增大，接地故障時容性電流也可能超過允許值，所

以大容量發(fā)電機(jī)也沒有這種運(yùn)行方式。

(4)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)配電變壓器接地：目前采用較多的是中性

點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)配電變壓器接地，經(jīng)消弧線圈接地，由于容性電流受到感

性電流的補(bǔ)償，所以接地點(diǎn)的故障電流較小對發(fā)電機(jī)的鐵心不致于造成嚴(yán)重的燒

傷，但是純粹的經(jīng)消弧線圈接地易發(fā)生電感電容的串聯(lián)諧振過電壓，所以一般采

用消弧線圈和小電阻配合，小電阻起到消諧的作用。為『減小過電壓同時考慮到

大電阻制造的困難，現(xiàn)在的大型發(fā)電機(jī)基本都采用中性點(diǎn)經(jīng)配電變壓器高阻接

地。

(5)95%定子接地保護(hù)和100%定子接地保護(hù)：

(a)發(fā)電機(jī)任一相發(fā)生單相金屬性接地時，故障點(diǎn)的基波零序電壓UO=

-aE,系數(shù)a表示故障點(diǎn)距中性點(diǎn)的距離(全繞組用100%)百分?jǐn)?shù)。E是發(fā)電

機(jī)任一相的電動勢。由于前面所說發(fā)電機(jī)發(fā)生單相接地時的故障電流非常的小，

所以定子繞組每相的阻抗與對地電容相比可以忽略不計，這就造成從故障點(diǎn)到發(fā)

電機(jī)中性點(diǎn)這段繞組任何一點(diǎn)零序電壓是相同的，所以我們既可以從機(jī)端的開口

三角來獲取保護(hù)用的零序電壓量也可以從中性點(diǎn)配電變壓器的二次側(cè)獲取保護(hù)

用的零序電壓量。從UO=-aE可以看出當(dāng)中性點(diǎn)附近短路時a非常的小所以

在中性點(diǎn)附近保護(hù)存在了“死區(qū)”這也是95%定子接地保護(hù)的命名由來，它只能

保護(hù)機(jī)端到中性點(diǎn)95%繞組長度的單相接地故障。這也僅僅是對金屬性接地故

障而言，對于經(jīng)接地電阻短路的故障，保護(hù)的“死區(qū)”和接地電阻的大小有關(guān)，

越大則動作的“死區(qū)”也越大。

(b)盡管中性點(diǎn)的運(yùn)行電壓低，發(fā)電機(jī)單相接地故障發(fā)生在中性點(diǎn)附近的

可能性小，但是考慮到冷卻風(fēng)扇葉片斷裂掃膛打壞絕緣或者定子繞組漏水都有可

能發(fā)生在中性點(diǎn)附近，因此在技術(shù)上要求裝設(shè)100%定子繞組單相接地保護(hù)，

(c)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附近發(fā)生單相接地故障的明顯特征就是機(jī)端三次諧波電

壓增大而中性點(diǎn)附近三次諧波電壓明顯的減小，100%定子接地保護(hù)就是基于這

一點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的，但是發(fā)電機(jī)經(jīng)配電變壓器高阻接地時，正常運(yùn)行時機(jī)端三次諧波

電壓就己經(jīng)大于了中性點(diǎn)附近三次諧波電壓，所以保護(hù)的靈敏性稍差一點(diǎn)。對于

用機(jī)端三次諧波電壓作為動作量，中性點(diǎn)附近三次諧波電壓作為制動量的100%

定子接地保護(hù)，尤其需要注意的是要防止制動量的丟失比如運(yùn)行的時候發(fā)電機(jī)中

性點(diǎn)接地閘刀拉開，造成制動量丟失就必定造成保護(hù)的誤動。

3、匝間保護(hù)

(1)匝間保護(hù)作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的第一主保護(hù)：可以反映同一相不司分

支間繞組的短路，不同相之間的短路，同一條繞組不同匝之間的短路，同時還能

反映發(fā)電機(jī)內(nèi)部的開焊故障。

(2)匝間絕緣擊穿：發(fā)電機(jī)在長期運(yùn)行的過程中，定子繞組由于電暈腐蝕、

長期受熱、機(jī)械振動以及機(jī)械磨損等因素的影響，匝間絕緣將會逐步劣化，一旦

發(fā)生過電壓，便會經(jīng)受嚴(yán)峻考驗。而且完全可能引發(fā)定子繞組的部分匝間絕緣擊

穿，其后，在匝間電勢的作用下，形成環(huán)流，使故障進(jìn)一步地擴(kuò)大，所以匝訶短

路是發(fā)電機(jī)不容忽視的一種嚴(yán)重故障形式。

(3)匝間短路能及早反映定子絕緣的降低：大型機(jī)組定子繞組匝間短路故

障占有的比例較人，況且發(fā)電機(jī)定子絕緣降低的時候最先表現(xiàn)的往往不是定子繞

組接地，而是匝間短路，所以匝間短路可以比較早地反映發(fā)電機(jī)定子絕緣的降低。

(4)發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)采用較多的是縱向基波零序過電壓保護(hù)：當(dāng)發(fā)電機(jī)定

子繞組發(fā)生內(nèi)部短路時，機(jī)端電壓不平衡，裝于機(jī)端的壓變的開口三角側(cè)能夠檢

測到基波零序電壓，這就是匝間保護(hù)的保護(hù)原理。但是考慮到95%定子單相接

地取的也是基波零序電壓，所以為了防止誤動，匝間保護(hù)用的是縱向零序，95%

定子單相接地用的是橫相零序。匝間保護(hù)用的PT一次側(cè)采用“星形”接線，且

中性點(diǎn)和發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)相聯(lián)且不接地，這樣在發(fā)生單相接地的時候，機(jī)端出現(xiàn)

的只是橫相冬序電壓，發(fā)電機(jī)三相對中性點(diǎn)的電壓還是對稱的也就是說沒有縱向

零序量，所以保護(hù)不會動作。但是正常運(yùn)行的時候三次諧波量也能通過此開口三

角反映出來，所以匝間保護(hù)要增設(shè)三次諧波的阻波功能，這樣可以提高保護(hù)的靈

敏度，這種保護(hù)可能會由于外部短路時發(fā)生誤動，主要采取以下的辦法來防止：

(a)適當(dāng)?shù)脑龃髣幼麟妷?，這個要由發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障計算決定。

(b)采用相電流制動，當(dāng)機(jī)端相電流增大的時候，說明故障不是發(fā)生在發(fā)

電機(jī)的內(nèi)部，所以當(dāng)檢測到機(jī)端相電流增大時，匝間保護(hù)的動作電壓值也自適應(yīng)

的放大，從而可以避免保護(hù)的誤動。

(c)增設(shè)負(fù)序方向保護(hù)，即通過增設(shè)方向元件，因為發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時，

負(fù)序電流由發(fā)電機(jī)流出，而當(dāng)系統(tǒng)短路時負(fù)序電流由系統(tǒng)流向發(fā)電機(jī)，所以可以

通過判斷負(fù)序功率來區(qū)分短路是發(fā)生在發(fā)電機(jī)的內(nèi)部還是外部。

4、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)

（1）轉(zhuǎn)子接地保護(hù)設(shè)置：由于發(fā)電機(jī)在制造或運(yùn)輸?shù)倪^程中，轉(zhuǎn)子受潮或

有鐵銹進(jìn)入，都有可能使轉(zhuǎn)子的主絕緣或匝間絕緣損壞，或者運(yùn)行時通氣孔堵塞

局部過熱導(dǎo)致絕緣損壞。常見的主要是轉(zhuǎn)子繞組匝間短路和勵磁回路一點(diǎn)接地。

（2）轉(zhuǎn)子接地危害：轉(zhuǎn)子繞組匝間短路盡管不直接引起嚴(yán)重后果，但是由

于磁場的畸變會導(dǎo)致機(jī)組振動的加劇同時勵磁電流也會增加所以不允許長期運(yùn)

行。勵磁回路一點(diǎn)接地不會對發(fā)電機(jī)造成危害但相繼發(fā)生兩點(diǎn)接地時嚴(yán)重威協(xié)發(fā)

電機(jī)的安全，可能會造成鈾系，汽缸，隔板的嚴(yán)重磁化。

（3）轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地只動作于信號的原因：對于轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地只動作于信號

這樣可以避免大型機(jī)組毫無必要的突然跳閘，但是需要提高轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)的

靈敏度，這樣以便及時的轉(zhuǎn)移負(fù)荷防止一點(diǎn)接地擴(kuò)大為兩點(diǎn)接地，一般一點(diǎn)接地

的靈敏度用故障點(diǎn)對地的過渡電阻來衡量。

（4）轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地的保護(hù)采用電橋原理：正常運(yùn)行時通過調(diào)節(jié)橋臂的電阻

使電橋達(dá)到平衡，使電橋的對角線等電位，這樣流過繼電器的電流很小，小于整

定的動作電流，當(dāng)勵磁回路一點(diǎn)接地時，電橋的平衡遭到破壞，使電橋的對角線

有電位差，這樣流過繼電器的電流就增大大于整定的動作電流保護(hù)就發(fā)信。

5、失磁保護(hù)

（1）發(fā)電機(jī)失磁后的特征：發(fā)電機(jī)失磁以后，發(fā)電機(jī)的電動勢就會下降，

但是由于汽輪機(jī)的出力不會立即改變減小，而發(fā)電機(jī)的電磁功率己經(jīng)減小，所以

轉(zhuǎn)子上就出現(xiàn)了過剩的加速轉(zhuǎn)矩，使功角增加，根據(jù)功角特性，發(fā)電機(jī)在失磁以

后到功角達(dá)到靜穩(wěn)極限之前將經(jīng)歷一個“等有功”過程，即發(fā)電機(jī)失磁以后將保

持失磁以前的出力直到失去穩(wěn)定。當(dāng)功角大于180度以后，發(fā)電機(jī)不僅不輸出有

功反而向系統(tǒng)吸收有功這時如汽門沒有及時的關(guān)下來發(fā)電機(jī)將發(fā)生飛車。發(fā)電機(jī)

失磁以后的另一個顯著特征就是無功反相，失磁后無功持續(xù)的減小，在功角等于

180度時反相無功達(dá)到最大，這時如果系統(tǒng)的無功儲備不足，失磁的發(fā)電機(jī)將把

整個系統(tǒng)的無功拖垮導(dǎo)致電壓崩潰。同時失磁以后發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓持續(xù)下降，

電流逐漸增大特別是失去穩(wěn)定以后電流更是急劇上升，這就是發(fā)電機(jī)失磁以后的

一些電氣量的變化。

（2）發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的判據(jù)：失磁以后盡管勵磁電壓下降，但是考慮到發(fā)

電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行或者對長線充電時由于容性電流的助磁作用，勵磁電壓也很低，所

以單單用勵磁電壓的下降作為失磁保護(hù)的動作判據(jù)誤動的可能性較大，因此現(xiàn)在

的大型發(fā)電機(jī)基本都是通過判斷機(jī)端阻抗是否落入異步阻抗圓來動作的，勵磁電

壓下降可以作為一種輔助判據(jù)。通過上面對失磁以后電氣量變化的分析我們知道

發(fā)電機(jī)失磁以后機(jī)端電壓下降，電流增加，所以發(fā)電機(jī)的阻抗也是下降的，失磁

運(yùn)行的發(fā)電機(jī)最終將進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)，它的阻抗肯定小于發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時的

同步電抗，所以阻抗繼電器一旦檢測到發(fā)電機(jī)的電抗進(jìn)入異步阻抗圓的動作范

圍，失磁保護(hù)就能可靠的動作。當(dāng)然現(xiàn)在還沒有哪一種保護(hù)能夠1（）0%的確保失

磁保護(hù)不誤動，比如發(fā)電機(jī)外部發(fā)生經(jīng)過渡電阻的相間短路或者系統(tǒng)振蕩都有可

能使失磁保護(hù)發(fā)生誤動，這就需要一些輔助判據(jù)來閉鎖，比如通過借助失磁以后

轉(zhuǎn)子電壓的變化特性和通過適當(dāng)?shù)难訒r來躲過。

6、失步保護(hù)

（1）發(fā)電機(jī)為何要裝設(shè)失步保護(hù)：盡管失磁以后發(fā)電機(jī)最終也會進(jìn)入失步

運(yùn)行，靠失磁保護(hù)也能動作，但是考慮到大型發(fā)電機(jī)的同步電抗較大，而與之相

連的系統(tǒng)阻抗較小，所以系統(tǒng)發(fā)生振蕩的時候振蕩中心位于發(fā)電機(jī)的機(jī)端，從而

使機(jī)端的電壓大幅度的波動，造成廠用電動機(jī)不能正常的工作甚至停轉(zhuǎn)，可能造

成停機(jī)停爐或者設(shè)備的損壞。還有振蕩電流不僅具有短路電流的幅值，而且還會

在較長的時期內(nèi)反復(fù)的出現(xiàn)，這種周期性出現(xiàn)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的振蕩扭矩會使大

軸扭傷，縮短機(jī)組的壽命，所以對大型發(fā)電機(jī)失步以后的振蕩次數(shù)和時限有嚴(yán)格

的要求，同時發(fā)電機(jī)發(fā)生失步的原因并不一定是由于失磁引起的，失磁保護(hù)不能

代替失步保護(hù)，所以大型發(fā)電機(jī)有裝設(shè)失步保護(hù)的必要性。

（2）發(fā)電機(jī)失步以后的特征及保護(hù)配置：發(fā)電機(jī)失步后并不一定要馬上跳

開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，因為一旦發(fā)生失步，通過運(yùn)行人員的干預(yù)（如快關(guān)汽門，增

減出力）有可能把失步的發(fā)電機(jī)重新拉回同步，這就要求失步保護(hù)的保護(hù)原理需

要區(qū)別短路，穩(wěn)定振蕩，發(fā)散振蕩。所以現(xiàn)在的大型發(fā)電機(jī)基本都安裝雙阻抗元

件型失步保護(hù)，采用兩個同心的阻抗圓的目的就是為了區(qū)分短路，穩(wěn)定振蕩和發(fā)

散振蕩，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，盡管機(jī)端阻抗己經(jīng)進(jìn)入內(nèi)部的阻抗圓（即動作圓）,

但是故障點(diǎn)切除以后機(jī)端阻抗又能迅速的躍出阻抗元件的動作區(qū)，所以可以通過

設(shè)定機(jī)端阻抗在動作圓內(nèi)的停留時間來防止系統(tǒng)短路時失步保護(hù)的無選擇性動

作。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定振蕩時，機(jī)端阻抗只進(jìn)入外部阻抗圓，所以保護(hù)也不會動作,

只有當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩時，機(jī)端阻抗軌跡是一條穿過外部圓和內(nèi)部動作圓的弧

線，由于機(jī)端阻抗在內(nèi)部動作圓的停留時間達(dá)到了保護(hù)的設(shè)定時間所以保護(hù)就可

以可靠的動作。

7、突加電壓保護(hù)

（1）為何要裝設(shè)突加電壓保護(hù)：發(fā)電機(jī)在盤車或者未加勵磁的低速旋轉(zhuǎn)狀

態(tài)時，如果發(fā)電機(jī)出口短路器誤合閘，這時發(fā)電機(jī)就進(jìn)入異步電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，

由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和外加電壓產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁場存在滑差，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子就會流過

差頻電流，有可能灼傷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。同時，由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在氣隙磁場的拖動下

轉(zhuǎn)速急劇上升，但此時的潤滑油溫度還處在盤車時的潤滑油溫，所以有可能損傷

機(jī)組的軸瓦，這就是發(fā)電機(jī)要設(shè)置突加電壓保護(hù)的原因和發(fā)電機(jī)突上電的危害。

（2）突加電壓保護(hù)的原理：是通過判斷發(fā)電機(jī)的頻率和定子電流的人小來

實(shí)現(xiàn)的，發(fā)電機(jī)在盤車或低速狀態(tài)時頻率很低，所以低頻元件動作，但是由于發(fā)

電機(jī)定子沒有電流所以電流元件是不會動作的，突加電壓保護(hù)動作是取這兩個條

件的與門，所以保護(hù)是不會動作的，只有當(dāng)發(fā)電機(jī)誤上電時兩個條件都能滿足，

突加電壓保護(hù)動作跳發(fā)電機(jī)出口斷路相。在并網(wǎng)過程中由于頻率已經(jīng)接近了系統(tǒng)

頻率，所以此時盡管有合閘電流，但是由于低頻元件不會動作所以保護(hù)也是不會

動作的，突加電壓保護(hù)在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)以后退出。

8、啟停機(jī)保護(hù)

（1）啟停機(jī)保護(hù)原理：在發(fā)電機(jī)不與系統(tǒng)并網(wǎng)的啟動或停機(jī)過程中，頻率

大幅度的偏離額定值，許多繼電保護(hù)裝置將在低頻條件下拒動或者誤動，特別是

對頻率敏感的繼電器，如三次諧波式定子接地保護(hù)，為了在低頻條件下保護(hù)發(fā)電

機(jī)，需要裝設(shè)低頻條件下能工作的定子接地保護(hù)，這就是啟停機(jī)保護(hù)。

（2）發(fā)電機(jī)的啟停機(jī)保護(hù)采用的是基波零序電壓式定子接地保護(hù)：主要采

用的是基波零序電壓式定子接地保護(hù)，不要求三次諧波濾波，所以要求在發(fā)電機(jī)

并網(wǎng)以后此保護(hù)退出，否則可能因為正常運(yùn)行時發(fā)電機(jī)機(jī)端三次諧波過大而使保

護(hù)誤動。

9、過勵磁保護(hù)

（1）磁飽和：無論是發(fā)電機(jī)還是變壓器都是帶有鐵心的設(shè)備，鐵心的磁通

密度和電壓和頻率有關(guān)，磁密與電壓成正比而與頻率成反比，所以無論是電壓的

升高還是頻率的降低都有可能使磁密增加而使鐵心飽和。

(2)過勵磁的危害：主要是發(fā)熱，因為磁通飽和以后勵磁電流就成倍的增

加，造成鐵心發(fā)熱，使繞組和鐵心之間的絕緣因發(fā)熱而老化。同時，磁通飽和以

后漏磁也會增加，靠近鐵心的繞組導(dǎo)線，油箱壁以及其他的金屬構(gòu)件由于漏磁引

起的渦流損耗使這些部位嚴(yán)重發(fā)熱，油箱壁溫度的上升還會使箱內(nèi)壁的油漆脫落

而污染變壓器的油質(zhì)。勵磁電流不是正弦波含有徨多的高次諧波，而鐵心和其他

金屬構(gòu)件的渦流損耗和頻率的平方成正比，所以含有高頻分量的勵磁電流的增加

使發(fā)熱嚴(yán)重。對于發(fā)電機(jī)來說，過勵磁的危害主要是引起定子鐵心和定位筋嚴(yán)重

發(fā)熱，交變的漏磁通能夠在發(fā)電機(jī)定子的定位筋感應(yīng)出電動勢，由于相鄰的定位

筋存在電勢差，所以相鄰的定位筋就可以通過發(fā)電機(jī)的定子鐵心構(gòu)成回路，產(chǎn)生

電流，所以過勵磁引起的漏磁通的增加必定會引起這種電流的增加而引起附加發(fā)

熱。

(3)過勵磁保護(hù)的動作時間和過勵磁倍數(shù)成反比，是一個反時限特性，力

求與設(shè)備的過勵磁能力匹配。

10、過電壓保護(hù)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢不僅和磁通密度有關(guān)系而且也和磁通的

交變速度有關(guān)系，所以發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)壓系統(tǒng)對發(fā)電機(jī)的電壓都有影響，

發(fā)電機(jī)在做甩負(fù)荷試驗時，轉(zhuǎn)速會有較大的上升，同時勵磁電流的減小也需要一

個時間過程，所以甩負(fù)荷以后發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓會上升，如果這種過電壓持續(xù)的

時間過長那么對發(fā)電機(jī)定子繞組的主絕緣還是有一定的威脅的，所以大型發(fā)電機(jī)

需要裝設(shè)過電壓保護(hù)。

11、逆功率保護(hù)

(1)程序逆功率保護(hù)：發(fā)電機(jī)如果由于保護(hù)動作，在主汽門還沒有關(guān)羽之

前就跳開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，那么汽輪機(jī)組會由于制動轉(zhuǎn)矩消失而拖動轉(zhuǎn)矩還存

在，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子就會產(chǎn)生巨大的加速轉(zhuǎn)矩而發(fā)生災(zāi)難性的“飛車”事故。所以發(fā)

電機(jī)需要裝設(shè)程序逆功率，所謂程序逆功率指的是由保護(hù)啟動，當(dāng)檢測到主汽門

關(guān)閉信號以后，同時逆功率iA到整定值，比如1%額定功率時，逆功率保護(hù)動作

跳發(fā)電機(jī)出口開關(guān)。

(2)發(fā)電機(jī)保護(hù)的另一種逆功率主要是為了保護(hù)汽輪機(jī)的：因為汽輪機(jī)主

汽門關(guān)閉以后，由于末級葉片的鼓風(fēng)摩擦相當(dāng)?shù)膰?yán)重，可能因為過熱而損壞，所

以需要裝設(shè)逆功率保護(hù)，通過適當(dāng)?shù)难訒r跳開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)。

12、負(fù)序電流保護(hù)

(1)負(fù)序電流的危害：發(fā)電機(jī)由于負(fù)荷的不對稱或者外部發(fā)生短路故障時,

會產(chǎn)生負(fù)序電流，由于負(fù)序電流產(chǎn)生的氣隙磁場反相旋轉(zhuǎn)，所以會在轉(zhuǎn)子繞組感

應(yīng)出倍頻電流。在轉(zhuǎn)子大護(hù)環(huán)與轉(zhuǎn)子本體之間，槽契與槽壁的接觸面，阻尼條和

阻尼環(huán)等分流比較大的地方產(chǎn)生局部高溫，將轉(zhuǎn)子灼傷?，F(xiàn)代的大型發(fā)電機(jī)為「

提高材料的利用率，發(fā)電機(jī)容量的增加相對來說大于發(fā)電機(jī)尺寸的增加，所以發(fā)

電機(jī)轉(zhuǎn)子的熱負(fù)荷相應(yīng)的提高了，同時由于勵磁電流和氣隙磁場中高次諧波在轉(zhuǎn)

子中產(chǎn)生的熱量也相應(yīng)的增加所以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子承受負(fù)序電流的能力相對來說是

下降了。

(2)負(fù)序電流使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度升高的程度：與負(fù)序電流的大小和持續(xù)的

時間有關(guān)系：通常定義一個短時負(fù)序轉(zhuǎn)子發(fā)熱常數(shù)A,它是負(fù)序電流的平方與時

間的乘積。只有在負(fù)序電流的平方與時間的乘積小于A值的情況下發(fā)電機(jī)才能

安全的運(yùn)行，為了節(jié)省材料而片面的降低A值是不恰當(dāng)?shù)模貏e是采用了單相

重合閘以后，發(fā)電機(jī)必須要考慮一定的負(fù)序電流承受能力。

（3）反時限負(fù)序電流保護(hù)：為了防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子遭受負(fù)序電流的損壞，對

于大型的汽輪發(fā)電機(jī)都要裝設(shè)與發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流能力相匹配的反時限負(fù)序

電流保護(hù)。反時限負(fù)序電流保護(hù)的原理主要是通過兩個負(fù)序電流互感器采集到負(fù)

序電流，這里采用兩個負(fù)序電流互感器主要是為了防止電流互感器二次側(cè)斷線時

保護(hù)誤動，然后轉(zhuǎn)化成與之大小成比例的電壓量，其中一路通過比較和時延用于

發(fā)信，用于當(dāng)負(fù)序電流大于長期允許的負(fù)序電流時動作于聲光報警，同時閉鎖跳

閘回路，防止保護(hù)裝置內(nèi)部故障造成誤跳閘。另一路通過電流繼電器和反時限元

件作用于跳閘，由于考慮到負(fù)序電流較大時反時限元件延時很短就動作于跳閘，

而當(dāng)負(fù)序電流接近發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)序電流時又要求反時限元件延時接近于

無窮大，要求在這么寬的動作范圍內(nèi)保持精度，將導(dǎo)致保護(hù)的復(fù)雜化和裝置尺寸

的增加，所以需要增設(shè)兩個定時限元件、和反時限元件配合來實(shí)現(xiàn)跳閘，當(dāng)負(fù)序

電流過大或者過?。ǖ谴笥陂L期允許的負(fù)序電流）時保護(hù)轉(zhuǎn)為定時限，而當(dāng)負(fù)

序電流介于這兩者之間的時候保護(hù)轉(zhuǎn)入反時限。

（4）負(fù)序電流保護(hù)的弱點(diǎn)：對于大型機(jī)組，短路電流中的非周期分量的影

響比較的顯著，采用上面判據(jù)的負(fù)序電流保護(hù)，在時間短，電流大的情況下，并

不能可靠的保護(hù)故障機(jī)組的安全，所以大型機(jī)組要有比較完善的匝間和相間保

護(hù)。

13、低頻保護(hù)

（1）發(fā)電機(jī)的頻率過低的危害：汽輪機(jī)的葉片都有一個自振頻率，如果發(fā)

電機(jī)的頻率過低，將使汽輪機(jī)的葉片發(fā)生諧振，葉片將承受很大的諧振應(yīng)力，使

材料疲勞，達(dá)到材料所不允許的限度時，葉片或拉筋就要斷裂，造成嚴(yán)重的事故,

材料的疲勞積累是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，所以汽輪機(jī)不允許在低頻下長時間1勺運(yùn)

行。同時，發(fā)電機(jī)的頻率過低還會影響廠用電動機(jī)的出力。

（2）發(fā)電機(jī)低頻保護(hù)為何只動作于發(fā)信：發(fā)電機(jī)的頻率過低說明系統(tǒng)缺少

有功，這時除了本機(jī)組通過一次調(diào)頻來開大調(diào)門或者系統(tǒng)的調(diào)頻機(jī)組參與調(diào)頻

外，也可以通過低頻減載裝置來切掉系統(tǒng)的部分負(fù)荷。發(fā)電機(jī)頻率過低盡管影響

葉片的壽命，但也只是說低頻運(yùn)行時間達(dá)到一定的累計時間時葉片有可能斷裂，

并不一定會斷裂，何況頻率低時系統(tǒng)缺少有功,所以低頻運(yùn)行首先要動作于發(fā)信,

盡量避免不必要的跳機(jī)。低頻保護(hù)的原理很簡單，通過頻率繼電器和時間元件就

可以實(shí)現(xiàn)，依據(jù)制造廠的原始數(shù)據(jù)，可以知道對應(yīng)低頻下允許運(yùn)行的時間，所以

通過頻率繼電器來測頻，等到時間繼電器達(dá)到對應(yīng)頻率下的允許運(yùn)行時間時就發(fā)

信。

"14、非電量保護(hù):篇幅限制，這里不做介紹，后續(xù)對發(fā)變組非電量保護(hù)再單

獨(dú)發(fā)文進(jìn)行介紹，可以參考以下非電量保護(hù)配置圖進(jìn)行了解。

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