第一篇：发电机失磁保护的典型配置方案
发电机失磁保护的典型配置方案
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励磁系统是同步发电机的重要组成部分，对电力系统及发电机的稳定运行有十分重要的影响。由于励磁系统相对较为复杂，主要包括励磁功率单 元和励磁控制部分，因而励磁故障的发生率在发电机故障中是较高的。加强失磁保护的研究，找到一个合理而成熟可靠的失磁保护配置方案是十分必要的。
由于失磁保护的判据较多，闭锁方式和出口方式也较多，因此失磁保护的配置目前在所有发电机保护中最复杂，种类也最多。据国内一发电机保护的大型生产厂家 统计，2000年中，该厂所供的失磁保护配置方案就有20多种。如此之多的配置方案对于现场运行是十分不利的。不仅业主和设计部门难以作出选择，而且整 定、调试、运行、培训都变得复杂。这样，现场运行经验和运行业绩不易取得，无法形成一个典型方案以提高设计、整定效率和运行水平，也不利于保护的成熟和完 善。从电网运行中反映，失磁保护的误动率较高。
湖北襄樊电厂4台300MW汽轮发电机组，首次在300MW发电机组上采用国产WFB－100 微机保护，经过近3年的现场运行，其失磁保护在试运行期间发生过误动作，在采取一定措施后，未再误动。近年来，失磁保护先后经过数次严重故障的考验和进相 运行实验，都正确动作。本文将分析该厂失磁保护方案的特点，并以此为典型方案，以供同行借鉴参考。失磁保护的主判据
目前失磁保护使用最多的主判据主要有三种，分别是1）转子低电压判据，即通过测量励磁电压Ufd是否小于动作值；2）机端低阻抗判据Z＜；3）系统低电压Um＜。三种判据分别反映转子侧、定子侧和系统侧的电气量。2．1 转子低电压判据Ufd
早期的整流型和集成电路型保护，采用定励磁电压判据，表达式为：
Ufd＜K·Ufd0，Ufd0为空载励磁电压，K为小于1的常数。
目前的微机保护，多采用变励磁电压判据Ufd（P），即在发电机带有功P的工况下，根据静稳极限所需的最低励磁电压，来判别是否已失磁。正常运行情况下（包括进相），励磁电压不会低于空载励磁电压。Ufd（P）判据十分灵敏，能反映出低励的情况，但整定计算相对复杂。因为Ufd是转子系统的电气量，多为直流，而功率P是定子系统的电气量，为交流量，两者在一个判据进行比较。如果整定不当很容易导致误动作。在襄樊电厂1＃机试运行期间就因为该判据整定值偏大而误动2次。经检查并结合进相运行试验数据进行分析发现，整定值K偏大的主要原因是在整定计算中，发电机空载励磁电压Ufd0、同步电抗Xd，均采用的是设计值，而设计值与实测值有较大的差别［1］。如襄樊电厂1＃机的设计值Ufd0＝160V，Xd＝1．997（标么值），而实测值Ufd0＝140V，Xd＝1．68（标么值）。由此造成发电机在无功功率较小或进相运行时，Ufd（P）判据落入动作区而误动。这种情况，在全国其他地区也屡有发生，人们往往因此害怕用此判据。对于水轮机组，由于Xd与Xq的不同，整定计算就更繁琐一些［2］。
但是勿容置疑的是，该判据灵敏度最高，动作很快。如果掌握好其整定计算方法，在整定计算上充分考虑空载励磁电压Ufd0和同步电抗Xd等参数的影响，或在试运行期间加以实验调整，不仅可以避免误动作，而且是一个十分有效的判据。能防止事故扩大而被迫停机，特别适用于励磁调节器工作不稳定的情况。
在机组的进相运行试验时，一台机组在进相深度较深时，励磁调节器2次突然失稳，Ufd（P）判据迅速动作，使励磁2次成功恢复，避免了切机事故。2次现场记录如下：
1）动作前，发电机带有功P＝200MW，无功Q＝－82Mvar，功角δ＝59．3°。继续加大进相深度时，励磁调节器失稳，Ufd突然从170V骤减至122V，已低于空载励磁电压。Ufd（P）判据迅速动作，发信、减出力并切换厂用电，励磁调节器工作恢复正常。
2）动作前，发电机带有功P＝300MW，无功Q＝－50Mvar，功角δ＝61°。这时，无功Q突然从－50Mvar增至－80Mvar，励磁电压急剧下降。Ufd（P）判据出口动作，励磁恢复正常。
2．2 低阻抗判据Z＜
反映发电机机端感受阻抗，当感受阻抗落入阻抗圆内时，保护动作。失磁保护的阻抗圆常见有两种，一是静稳边界圆Z1；另一个是异步圆Z2，如图1所示。还有介于两者之间的苹果圆（主要用于凸极机）。发电机发生低励、失磁故障后，总是先通过静稳边界，然后转入异步运行。因此，静稳边界圆比异步圆灵敏。由于静稳边界圆存在第一、二象限的动作区，在进相运行时，当进相较深的时候，有可能误动。
静稳边界圆Z1与纵轴交于A、B两点，A点为系统阻抗XS，B点为Xd（同步电抗）。在整定计算时，A点系统阻抗XS有时取最大方式下的阻抗，有时取最小方式下的阻抗，B点Xd的取值有时为保证能可靠动作，乘上一个可靠系数K（K一般取1．2）［3］。若机组不将进相运行作为正常运行方式，用以上整定计算方法保护都不会误动作。但是若将进相运行作为正常的运行方式，整定计算时应充分考虑进相运行对保护的影响，以防止误动作［4］。
以襄樊电厂4＃机进相实验数据为依据，计算出在进相深度达到最大时（δ＝65°）的阻抗值，看是否会落入动作区内。如表1.1）若XS取最小系统阻抗（大方式），A点为Xs．min（0，3），B点不乘可靠系数K，则B点为Xd（0，－34）。圆心（0，－15．5），半径18．5。上表中三种工况所对应的感受阻抗与圆心的距离分别为21．1，20．8，21．8。尚有10％
以上的可靠系数。
2）若XS仍取最小系统阻抗，B点乘可靠系数1．2，B点为1．2 Xd（0，－40．8）。圆心（0，－18．9），半径21．9。表1中三种工况所对应的感受阻抗与圆心的距离分别为23，23．3，22．6。可靠系数小于5％，几乎没有裕度。
3）若XS取最大系统阻抗（小方式），A点为Xs．max（0，4．7），B点不乘可靠系数K，B点为Xd（0，－34）。圆心（0，－14．7），半径19．4。表1中三种工况所对应的感受阻抗与圆心的距离分别为20．7，20．6，21．76。可靠系
数小于7％，裕度很小。
4）若XS取最大系统阻抗（小方式），B点又乘可靠系数1．2。表1中三种
工况必有误动作发生。
由此可见，对进相运行的机组，以上第4种整定计算方法不可取。第2、3种整定计算方法，在系统振荡，进相深度过深，三相不平衡以及机组特性差异等因素 下，也可能造成保护误动而停机解列。因此，对把进相运行作为正常运行方式的机组，宜采用异步圆跳闸，可有效保证进相运行时不误动。若采用静稳圆，须用第1 种整定计算方法，或干脆去掉阻抗圆的第一、二象限部分，取XS＝0，将系统等值为无穷大系统，B点取Xd。这样不仅整定计算简化，而且不会造成进
相运行时保护误动。2．3 系统低电压判据
反映系统（电厂高压侧母线）三相同时低电压。本判据主要用来防止由发电机失磁故障引发无功储备不足的系统电压崩溃。这种判据在系统容量较小、电厂与系统 联系薄弱或系统无功不足时，能可靠动作。这种情况往往出现在远离负荷中心的水电厂或坑口火电厂的建设初期，或水电厂的枯水期［5］。高压侧母线的三相电压严重下降将导致系统稳定运行的破坏，因此须快速跳闸。
当电厂建成后，一般有多台发电机并联运行，而且电厂能量外送的输变电工程也竣工投产，此时，一台发电机失磁不大可能将高压侧母线电压Um下降到整定值（0．8～0．85 Un）以下，本判据往往不能动作。因此，在设计失磁保护的逻辑回路时，不应将系统低电压判据和其他失磁主判据“与”来出口，以免闭锁失磁机组的停机出口。宜采用当其他失磁主判据满足时，若系统低电压判据不满足，则经一较长延时跳闸；若系统低电压判据也满足，则快速跳闸。
对于与系统联系紧密的电厂和小型机组，本判据完全可以取消。失磁保护典型配置方案
3．1 逻辑回路
典型配置方案采用上节所叙述的三个主判据，并结合PT断线闭锁的辅助判据，组成完整的低励失磁保护。逻辑图如图2：
3．2 本方案的特点
Ufd（P）判据直接反映励磁电压，最直接地反映了 一切低励和失磁故障；变励磁低电压判据也是最灵敏，动作最快的主判据，是三个主判据中唯一能可靠地反映低励故障的判据。因此，典型配置中选用这一判据，不 仅可通过延时发信、减出力等（或切换励磁），可能使励磁恢复正常，或值班员采取措施以恢复励磁；同时也作为跳闸的必要条件。
失磁保护的三个主判据，其灵敏度从高到低依次为转子低电压、阻抗圆Z＜、系统低电压。鉴于系统低电压判据在较多情况下并不能可靠动作，因此不能将它作为跳闸出口的必要条件，而是作为加速跳闸的因素。
本典型方案将转子低电压“与”阻抗圆Z＜判据，经一较长延时t3出口跳闸；若系统低电压判据又同时满足，表示系统无功储备已不足，则不经长延时t3，而是经短延时t2出口跳闸。本典型方案并不简化，主要适用于大型机组和对系统影响很大的机组。在实际运用中，可尽可能地简化。对于与系统联系紧密的电厂，可省去系统低电压判据。对系统影响较小的中小型机组，可只用阻抗圆Z＜判据。3．3 现场运行情况
采用本配置方案的失磁保护在湖北襄樊电厂4台300MW汽轮发电机组上已投运3年，在试运行期间，失磁保护转子低电压判据曾几次误动作［1］，经重新计算和调整其整定值，保护不再误动。其后的运行中，由于励磁调节器工作不稳定，反复故障，失磁保护多次正确动作，成功地切除故障。特别是转子低电压判据能迅速发信、减出力等，有时能使励磁恢复正常，避免停机事故。
如在2000年3月，3＃机Ufd（P）判据动作发信，运行人员迅速将励磁调节改为手动方式，使励磁恢复正常。后经检查，励磁调节器的机笼插槽接触不好，使CPU故障，触发脉冲丢失两相。
其后，2000年7月，3＃机励磁调节器再次故障，励磁变过流保护动作，转子低电压判据动作，励磁仍不能恢复正常，最后阻抗圆Z＜判据动作停机。经检查，励磁调节器的CPU损坏。更换励磁柜CPU插件。
2001年4月，4＃机励磁调节器的CPU损坏，励磁调节器发故障信号，随后转子低电压判据动作，阻抗圆动作停机。退出该励磁柜，更换励磁柜机笼、CPU插件、网卡等。
3．4 与其他配置方案的比较
目前失磁保护配置方案很多，不下20多种。其主判据也不外乎上节所说的几种，主要是逻辑组合与闭锁方式的差别。除本文所提的配置方案外，目前大机组上应 用较广泛的方案有：采用静稳边界圆发信，异步圆跳闸。这种方案主要是担心转子低电压判据太灵敏，易误动。静稳圆与异步圆从原理上没有很大的差别，反映的都 是机端感受阻抗，只是静稳圆比异步圆灵敏一些，动作稍快一些。如果用静稳边界圆发信，到减出力或采取措施，恐怕已不能使励磁恢复正常了，停机事故将在所难 免。另外静稳圆与异步圆都采用定子侧判据，可靠性显然不如转子侧和定子侧判据“与”出口跳闸。而且转子侧判据是最直接的，任何低励失磁故障都首先来自转子 侧，然后影响到定子侧，再波及系统侧。结论
本文所提出的失磁保护方案，经历了实际运行
中多种类型低励失磁故 障的考验和进相运行实验，具有良好的运行业绩。我省将它作为典型配置方案，运用于近年来新建、改造的大型机组保护中。采用典型配置，不仅给设计、整定、调 试、运行带来很大方便，而且便于技术的成熟和运行经验的提高。
另外需指出的是，失磁保护对整定计算的要求较高，如整定不当，易造成误动作，尤其是Ufd（P）判据。本典型方案主要适用于大型机组和对系统影响很大的机组。在实际运用中，并非所有的判据都一定要采用。合理地简化不仅利于整定和运行，也可最终减少误动发生的可能性。
参考文献：
［1］ 殷建刚,彭丰.发电机失磁保护的动作分析和整定计算的研究［J］.继电器，2000,（7）.［2］ 姚晴林，张学深，张项安．微机UL－P型转子低电压失磁继电器动作方程及整定计算的研究［J］．继电器，2000，（7）． ［3］ 崔家佩，孟庆炎，等．电力系统继电保护与安全自动装置整定计算［M］．北京：水利电力出版社，1993． ［4］ 殷建刚，彭丰，等．进相运行对发电机变压器保护的影响的讨论［J］．湖北电力，2001，（1）
［5］ 王维俭．电气主设备继电保护原理与应用［M］．北京：中国电力出版社，1996．
第二篇：发电机失磁保护的典型配置方案
发电机失磁保护的典型配置方案 引言
励磁系统是同步发电机的重要组成部分，对电力系统及发电机的稳定运行有十分重要的影响。由 于励磁系统相对较为复杂，主要包括励磁功率单元和励磁控制部分，因而励磁故障的发生率在发电机故障中是较高的。加强失磁保护的研究，找到一个合理而成熟可 靠的失磁保护配置方案是十分必要的。
由于失磁保护的判据较多，闭锁方式和出口方式也较多，因此失磁保护的配置目前在所有发电机保护中最复杂，种类也最多。据国内一发电机保护的大型生产厂 家统计，2000年中，该厂所供的失磁保护配置方案就有20多种。如此之多的配置方案对于现场运行是十分不利的。不仅业主和设计部门难以作出选择，而且整 定、调试、运行、培训都变得复杂。这样，现场运行经验和运行业绩不易取得，无法形成一个典型方案以提高设计、整定效率和运行水平，也不利于保护的成熟和完 善。从电网运行中反映，失磁保护的误动率较高。
湖北襄樊电厂4台300MW汽轮发电机组，首次在300MW发电机组上采用国产WFB－100微机保护，经过近3年的现场运行，其失磁保护在试运行期 间发生过误动作，在采取一定措施后，未再误动。近年来，失磁保护先后经过数次严重故障的考验和进相运行实验，都正确动作。本文将分析该厂失磁保护方案的特 点，并以此为典型方案，以供同行借鉴参考。失磁保护的主判据
目前失磁保护使用最多的主判据主要有三种，分别是
1）转子低电压判据，即通过测量励磁电压Ufd是否小于动作值； 2）机端低阻抗判据Z＜；
3）系统低电压Um＜。三种判据分别反映转子侧、定子侧和系统侧的电气量。2．1 转子低电压判据Ufd
早期的整流型和集成电路型保护，采用定励磁电压判据，表达式为：
Ufd＜K·Ufd0，Ufd0为空载励磁电压，K为小于1的常数。
目前的微机保护，多采用变励磁电压判据Ufd（P），即在发电机带有功P的工况下，根据静稳极限所需的最低励磁电压，来判别是否已失磁。正常运行情况下（包括进相），励磁电压不会低于空载励磁电压。Ufd（P）判据十分灵敏，能反映出低励的情况，但整定计算相对复杂。因为Ufd是转子系统的电气量，多为直流，而功率P是定子系统的电气量，为交流量，两者在一个判据进行比较。如果整定不当很容易导致误动作。
在襄樊电厂1＃机试运行期间就因为该判据整定值偏大而误动2次。经检查并结合进相运行试验数据进行分析发现，整定值K偏大的主要原因是在整定计算中，发电机空载励磁电压Ufd0、同步电抗Xd，均采用的是设计值，而设计值与实测值有较大的差别［1］。如襄樊电厂1＃机的设计值Ufd0＝160V，Xd＝1．997（标么值），而实测值Ufd0＝140V，Xd＝1．68（标么值）。由此造成发电机在无功功率较小或进相运行时，Ufd（P）判据落入动作区而误动。这种情况，在全国其他地区也屡有发生，人们往往因此害怕用此判据。对于水轮机组，由于Xd与Xq的不同，整定计算就更繁琐一些［2］。
但是勿容置疑的是，该判据灵敏度最高，动作很快。如果掌握好其整定计算方法，在整定计算上充分考虑空载励磁电压Ufd0和同步电抗Xd等参数的影响，或在试运行期间加以实验调整，不仅可以避免误动作，而且是一个十分有效的判据。能防止事故扩大而被迫停机，特别适用于励磁调节器工作不稳定的情况。
在机组的进相运行试验时，一台机组在进相深度较深时，励磁调节器2次突然失稳，Ufd（P）判据迅速动作，使励磁2次成功恢复，避免了切机事故。2次现场记录如下：
1）动作前，发电机带有功P＝200MW，无功Q＝－82Mvar，功角δ＝59．3°。继续加大进相深度时，励磁调节器失稳，Ufd突然从170V骤减至122V，已低于空载励磁电压。Ufd（P）判据迅速动作，发信、减出力并切换厂用电，励磁调节器工作恢复正常。
2）动作前，发电机带有功P＝300MW，无功Q＝－50Mvar，功角δ＝61°。这时，无功Q突然从－50Mvar增至－80Mvar，励磁电压急剧下降。Ufd（P）判据出口动作，励磁恢复正常。
2．2 低阻抗判据Z＜
反映发电机机端感受阻抗，当感受阻抗落入阻抗圆内时，保护动作。失磁保护的阻抗圆常见有两种，一是静稳边界圆Z1；另一个是异步圆Z2，如图1所示。还有介于两者之间的苹果圆（主要用于凸极机）。发电机发生低励、失磁故障后，总是先通过静稳边界，然后转入异步运行。因此，静稳边界圆比异步圆灵敏。由于静稳边界圆存在第一、二象限的动作区，在进相运行时，当进相较深的时候，有可能误动。
静稳边界圆Z1与纵轴交于A、B两点，A点为系统阻抗XS，B点为Xd（同步电抗）。在整定计算时，A点系统阻抗XS有时取最大方式下的阻抗，有时取最小方式下的阻抗，B点Xd的取值有时为保证能可靠动作，乘上一个可靠系数K（K一般取1．2）［3］。若机组不将进相运行作为正常运行方式，用以上整定计算方法保护都不会误动作。但是若将进相运行作为正常的运行方式，整定计算时应充分考虑进相运行对保护的影响，以防止误动作［4］。
以襄樊电厂4＃机进相实验数据为依据，计算出在进相深度达到最大时（δ＝65°）的阻抗值，看是否会落入动作区内。如表1.1）若XS取最小系统阻抗（大方式），A点为Xs．min（0，3），B点不乘可靠系数K，则B点为Xd（0，－34）。圆心（0，－15．5），半径18．5。上表中三种工况所对应的感受阻抗与圆心的距离分别为21．1，20．8，21．8。尚有10％以上的可靠系数。
2）若XS仍取最小系统阻抗，B点乘可靠系数1．2，B点为1．2 Xd（0，－40．8）。圆心（0，－18．9），半径21．9。表1中三种工况所对应的感受阻抗与圆心的距离分别为23，23．3，22．6。可靠系数小于5％，几乎没有裕度。
3）若XS取最大系统阻抗（小方式），A点为Xs．max（0，4．7），B点不乘可靠系数K，B点为Xd（0，－34）。圆心（0，－14．7），半径19．4。表1中三种工况所对应的感受阻抗与圆心的距离分别为20．7，20．6，21．76。可靠系数小于7％，裕度很小。
4）若XS取最大系统阻抗（小方式），B点又乘可靠系数1．2。表1中三种工况必有误动作发生。
由此可见，对进相运行的机组，以上第4种整定计算方法不可取。第2、3种整定计算方法，在系统振荡，进相深度过深，三相不平衡以及机组特性差异等因素 下，也可能造成保护误动而停机解列。因此，对把进相运行作为正常运行方式的机组，宜采用异步圆跳闸，可有效保证进相运行时不误动。若采用静稳圆，须用第1 种整定计算方法，或干脆去掉阻抗圆的第一、二象限部分，取XS＝0，将系统等值为无穷大系统，B点取Xd。这样不仅整定计算简化，而且不会造成进相运行时保护误动。2．3 系统低电压判据
反映系统（电厂高压侧母线）三相同时低电压。本判据主要用来防止由发电机失磁故障引发无功储备不足的系统电压崩溃。这种判据在系统容量较小、电厂与系 统联系薄弱或系统无功不足时，能可靠动作。这种情况往往出现在远离负荷中心的水电厂或坑口火电厂的建设初期，或水电厂的枯水期［5］。高压侧母线的三相电压严重下降将导致系统稳定运行的破坏，因此须快速跳闸。
当电厂建成后，一般有多台发电机并联运行，而且电厂能量外送的输变电工程也竣工投产，此时，一台发电机失磁不大可能将高压侧母线电压Um下降到整定值（0．8～0．85 Un）以下，本判据往往不能动作。因此，在设计失磁保护的逻辑回路时，不应将系统低电压判据和其他失磁主判据“与”来出口，以免闭锁失磁机组的停机出口。宜采用当其他失磁主判据满足时，若系统低电压判据不满足，则经一较长延时跳闸；若系统低电压判据也满足，则快速跳闸。
对于与系统联系紧密的电厂和小型机组，本判据完全可以取消。失磁保护典型配置方案
3．1 逻辑回路
典型配置方案采用上节所叙述的三个主判据，并结合PT断线闭锁的辅助判据，组成完整的低励失磁保护。逻辑图如图2：
3．2 本方案的特点
Ufd（P）判据直接反映励磁电压，最直接地反映了一切低励和失磁故障；变励磁低电压判据也是最灵敏，动作最快的主判据，是三个主判据中唯一能可靠地反映低励故障的判 据。因此，典型配置中选用这一判据，不仅可通过延时发信、减出力等（或切换励磁），可能使励磁恢复正常，或值班员采取措施以恢复励磁；同时也作为跳闸的必 要条件。
失磁保护的三个主判据，其灵敏度从高到低依次为转子低电压、阻抗圆Z＜、系统低电压。鉴于系统低电压判据在较多情况下并不能可靠动作，因此不能将它作为跳闸出口的必要条件，而是作为加速跳闸的因素。
本典型方案将转子低电压“与”阻抗圆Z＜判据，经一较长延时t3出口跳闸；若系统低电压判据又同时满足，表示系统无功储备已不足，则不经长延时t3，而是经短延时t2出口跳闸。本典型方案并不简化，主要适用于大型机组和对系统影响很大的机组。在实际运用中，可尽可能地简化。对于与系统联系紧密的电厂，可省去系统低电压判据。对系统影响较小的中小型机组，可只用阻抗圆Z＜判据。3．3 现场运行情况
采用本配置方案的失磁保护在湖北襄樊电厂4台300MW汽轮发电机组上已投运3年，在试运行期间，失磁保护转子低电压判据曾几次误动作［1］，经重新计算和调整其整定值，保护不再误动。其后的运行中，由于励磁调节器工作不稳定，反复故障，失磁保护多次正确动作，成功地切除故障。特别是转子低电压判据能迅速发信、减出力等，有时能使励磁恢复正常，避免停机事故。
如在2000年3月，3＃机Ufd（P）判据动作发信，运行人员迅速将励磁调节改为手动方式，使励磁恢复正常。后经检查，励磁调节器的机笼插槽接触不好，使CPU故障，触发脉冲丢失两相。
其后，2000年7月，3＃机励磁调节器再次故障，励磁变过流保护动作，转子低电压判据动作，励磁仍不能恢复正常，最后阻抗圆Z＜判据动作停机。经检查，励磁调节器的CPU损坏。更换励磁柜CPU插件。
2001年4月，4＃机励磁调节器的CPU损坏，励磁调节器发故障信号，随后转子低电压判据动作，阻抗圆动作停机。退出该励磁柜，更换励磁柜机笼、CPU插件、网卡等。3．4 与其他配置方案的比较
目前失磁保护配置方案很多，不下20多种。其主判据也不外乎上节所说的几种，主要是逻辑组合与闭锁方式的差别。除本文所提的配置方案外，目前大机组上 应用较广泛的方案有：采用静稳边界圆发信，异步圆跳闸。这种方案主要是担心转子低电压判据太灵敏，易误动。静稳圆与异步圆从原理上没有很大的差别，反映的 都是机端感受阻抗，只是静稳圆比异步圆灵敏一些，动作稍快一些。如果用静稳边界圆发信，到减出力或采取措施，恐怕已不能使励磁恢复正常了，停机事故将在所 难免。另外静稳圆与异步圆都采用定子侧判据，可靠性显然不如转子侧和定子侧判据“与”出口跳闸。而且转子侧判据是最直接的，任何低励失磁故障都首先来自转 子侧，然后影响到定子侧，再波及系统侧。结论
本文所提出的失磁保护方案，经历了实际运行
中多种类型低励失磁故障的考验和进相运行实验，具 有良好的运行业绩。我省将它作为典型配置方案，运用于近年来新建、改造的大型机组保护中。采用典型配置，不仅给设计、整定、调试、运行带来很大方便，而且 便于技术的成熟和运行经验的提高。
另外需指出的是，失磁保护对整定计算的要求较高，如整定不当，易造成误动作，尤其是Ufd（P）判据。本典型方案主要适用于大型机组和对系统影响很大的机组。在实际运用中，并非所有的判据都一定要采用。合理地简化不仅利于整定和运行，也可最终减少误动发生的可能性。
第三篇：发电机失磁后的机端测量阻抗
EdXjIdUfUsIXjIs
——发电机端的相电压 Uf Ed——发电机的同步电势 ——无穷大系统的相电压 UsI——发电机的定子电流
Xd——发电机的同步电抗
Xs——发电机与系统之间的联系电抗 ——受端的功率因数角
—— E d 和 U s之间的夹角（即功角）
根据电机学中的分析，发电机送到受端的功率WPjQ分别为：
PEdUssinXEdUsUs2 QcosXXtg1QP正常运行时，90。一般当不考虑励磁调节器的影响时，90为稳定运行的极限，90后，发电机失步。
发电机失磁以前，向系统送出无功功率，角为正，测量阻抗位于第一象限。失磁以后，随着无功功率的变化，角由正值变为负值，因此测量阻抗也沿着圆周随之由第一象限过渡到第四象限。
失磁保护的构成方式：
根据发电机容量和励磁方式的不同，失磁保护有如下两种：
1、利用自动灭磁开关联锁跳开发电机断路器。
实际上发电机失磁并不都是由于自动灭磁开关跳开而引起的，特别是当采用半导体励磁系统时，由于半导体元件或回路的故障而引起发电机失磁是可能的，而在这种情况下保护将不能动作。因此这种保护方式一半用于容量在100MW以下带直流励磁机的水轮发电机以及不允许失磁运行的汽轮发电机上。
2、利用失磁后发电机定子各参数变化的特点构成失磁保护 发电机定子参数的变化如下：机端测量阻抗由第一象限进入第四象限，无功功率改变方向，机端电压下降，功角增大，励磁电压降低等。
你搂住我的双肩，轻声说抱歉，我抬起头看你的脸，看见深深的疲倦，这一次你竟然没有掉眼泪，这一次也好象显得特别黑，这才了解你原来也能这样决裂。
你说你从不后悔，爱过这一回，只是我俩没有明天，爱得越深越有罪，我知道你不是存心要辩解，我知道你一定也不能睡，决定之前你不知压下多少伤悲。
爱无罪，再过一百年我都这样认为，活着本来就很累，谁又能保证自己永不犯罪。爱无罪，为她吃尽苦头我也无所谓。如果一定要心碎，是我的勇气能为你把心碎。
发电机——变压器组继电保护的特点：
由于发电机和变压器的成组连接，相当于一个工作元件，因此，就能够把发电机和变压器中某些性能相同的保护合并成一个对全组公用的保护。
发电机－变压器组纵联差动保护的特点：
（1）当发电机和变压器之间无断路器是，一般装设整组共用的纵差动保护，但对大容量的发电机组，发电机应补充装设单独的纵差动保护。
对于水轮发电机和绕组直接冷却的汽轮发电机，当公用的差动保护整定值大于1.5倍发电机额定电流时，发电机也应补充装设单独的纵差动保护。
（2）当发电机与变压器之间有断路器时，发电机和变压器应分别装设纵差动保护。
（3）当发电机与变压器之间有分支线时，应把分支线也包括在差动保护。范围内，这时分支线上电流互感器的变比应与发电机回路的相同
对于发电机－变压器组，由于发电机与系统之间没有电的联系，因此，发电机定子接地保护就可以简化。
对于发电机－变压器组，其发电机的中性点一般不接地或经消弧线圈接地。
根据故障及异常运行状态的性质，发电机保护可动作于：
1、停机，即断开发电机断路器，灭磁，关闭汽轮机主汽门或水轮机导水翼。
2、解列并灭磁，即断开发电机断路器，灭磁，原动机甩负荷。
3、解列，即断开发电机断路器，原动机甩负荷。
4、减出力，即将原动机负荷减到给定值。
5、缩小故障影响范围，例如双母线断开母线断路器等。
6、发出声光信号
7、程序跳闸，即首先关闭原动机主汽门或导水翼，待逆功率继电器动作后，再断开断路器并灭磁。
发电机纵联差动保护原理： 发电机纵联差动保护接线：在中性点侧装设一组电流互感器；在机端引出线靠近断路器处装设另外一组电流互感器，所以它的保护范围是定子绕组及其引出线。
发电机纵联差动保护的特点与评价：
（1）由于被保护对象是定子绕组，因此，当定子一相绕组发生匝间短路时，绕组两端的电流仍相同，流入差动继电器的差回路电流只有不平衡电流，差动继电器不会动作，故它不能反映匝间短路。（2）当在发电机定子绕组不同地点发生相间短路时，由于定子绕组各点感应电动势不同及短路回路阻抗不同，所以短路电流大小就不一样。
（3）由于发电机电压系统的中性点一般为不接地或经大阻抗接地的，单相接地时的短路电流很小，纵差保护不能动作，故必须设置独立的定子单相接地保护。
第四篇：发电机保护习题
发电机保护
一、选择题
1.发电机解列的含义是(B)。
A：断开发电机断路器、灭磁、甩负荷
B:断开发电机断路器、甩负荷
C:断开发电机断路器、灭磁
2．*汽轮发电机解列灭磁的含义是(A、B、C)。
A：断开发电机断路器
B：灭磁
C：汽轮机甩负荷
D：发声光信号
3．发电机出口发生三相短路时的输出功率为(C)。
A：额定功率
B：功率极限
C：零
4．发电机装设纵联差动保护，它作为(C)保护。
A：定子绕组的匝间短路
B：定子绕组的相间短路
C：定子绕组及其引出线的相间短路
5.发电机比率制动的差动继电器，设置比率制动原因是(B)。
A：提高内部故障时保护动作的可靠性
B：使继电器动作电流随外部不平衡电流增加而提高
C：使继电器动作电流不随外部不平衡电流增加而提高
D：提高保护动作速度
6．单元件横差保护是利用装在双Y型定子绕组的两个中性点联线的一个电流互感器向一个横差电流继电器供电而构成。其作用是(B)。
A：定子绕组引出线上发生两相短路其动作
B：当定子绕组相间和匝间发生短路时其动作
C：在机端出口发生三相短路时其动作
7．对于定子绕组采用双星型接线的发电机，如能测量到双星形中性点之间的电流，便可采用单元件横差保护，该保护(C)。
A：既能反应发电机定子绕组的相间短路，又能反应定子绕组的匝间短路
B：既能反应发电机定子绕组的匝间短路，又能反应定子绕组的开焊故障
C：上述几种故障均能反应
8、利用纵向零序电压构成的发电机匝间保护，为了提高其动作的可靠性，则应在保护的交流输入回路上（C）
A：加装2次谐波滤过器
B：加装5次谐波滤过器
C：加装3次谐波滤过器
D：加装高次谐波滤过器
9．机端电压为18000V的30万KW汽轮发电机的允许接地电流最大为(A)。
A：
1A
B：3A
C：4A
10．定子绕组中性点不接地的发电机，当发电机出口侧A相接地时，发电机中性点的电压为(A)。
A：相电压
B：相电压
C：相电压
D：零
11．发电机正常运行时，其(B)。
A：机端三次谐波电压大于中性点三次谐波电压
B：机端三次谐波电压小于中性点三次谐波电压
C：机端三次谐波电压与中性点三次谐波电压相同
12．由反应基波零序电压和利用三次谐波电压构成的100％定子接地保护，其基波零序电压元件的保护范围是(B)。
A：由中性点向机端的定子绕组的85％～90％
B：由机端向中性点的定子绕组的85％～90％
C：100％的定子绕组
D：由中性点向机端的定子绕组的50%线匝
13．利用基波零序电压的发电机定子单相接地保护(C)。
A：不灵敏
B：无死区
C：有死区
D：灵敏
14．当在距离发电机中性点70%处发生定子单相接地时，发电机端电压互感器开口三角形侧的零序电压为（B）。
A.100伏
B.70伏
C.30伏
15．发电机定子绕组过电流保护的作用是：(C)。
A：反应发电机内部故障
B：反应发电机外部故障
C：反应发电机外部故障，并作为发电机纵差保护的后备
16．发电机复合电压起动的过电流保护在(A)低电压起动过电流保护。
A：反应对称短路及不对称短路时灵敏度均高于过电流保护
B：反应对称短路灵敏度相同但反应不对称短路时灵敏度高于过电流保护
C：反应对称短路及不对称短路时灵敏度相同只是接线简单
D：反应不对称短路灵敏度相同但反应对称短路时灵敏度均高于过电流保护
17．发电机、变压器的阻抗保护，(A)有电压回路断线闭锁。
A：应
B：可
C：宜
D：不能
18．发电机在电力系统发生不对称短路时，在转子中就会感应出(B)电流。
A．50Hz
B：100Hz
C：150Hz
19．发电机反时限负序电流保护的动作时限是(C)。
A：无论负序电流大或小，以较长的时限跳闸
B：无论负序电流大或小，以较短的时限跳闸
C：当负序电流大时以较短的时限跳闸；当负序电流小时以较长的时限跳闸
20．发电机的负序过流保护主要是为了防止(B)。
A：损坏发电机的定子线圈
B：损坏发电机的转子
C：损坏发电机的励磁系统
21．定子绕组中出现负序电流对发电机的主要危害是(A)。
A：由负序电流产生的负序磁场以2倍的同步转速切割转子，在转子上感应出流经转子本体、槽楔和阻尼条的100Hz电流，使转子端部、护环内表面等部位过热而烧伤
B：由负序电流产生的负序磁场以2倍的同步转速切割定子铁芯，产生涡流烧坏定子铁芯
C：负序电流的存在使定子绕组过电流，长期作用烧坏定子线棒
22．发电机转子绕组两点接地对发电机的主要危害之一是(A)
A：破坏了发电机气隙磁场的对称性，将引起发电机剧烈振动，同时无功功率降低
B：无功功率出力增加
C：转子电流被地分流，使流过转子绕组的电流减少
D：转子电流增加，致使转子绕组过电流
23．汽轮发电机励磁回路一点接地保护动作后，作用于(C)。
A：全停
B：解列、灭磁
C：发信号
24．发电机失磁会对电力系统产生下列影响：(A、C)。
A：造成系统电压下降
B：在系统中产生很大的负序电流
C：可能造成系统中其他发电机过电流
25．汽轮发电机完全失磁后，将出现(A)。
A：发电机有功功率基本不变，吸收无功功率，定子电流增大
B：发电机无功功率基本不变，有功功率减少，定子电流减小
C：发电机有功功率基本不变，定子电压升高，但定子电流减小
26．发电机失磁后，需从系统中吸取(C)功率，将造成系统电压下降。
A：有功和无功
B：有功
C：无功
27．大型汽轮发电机要配置逆功率保护，目的是（B）
A：防止主汽门关闭后，汽轮机反转；
B：防止主汽门关闭后，长期电动机运行造成汽轮机尾部叶片过热；
C：防止主汽门关闭后，发电机失步；
D：防止主汽门关闭后，发电机转子过热。
28．发电机逆功率保护的主要作用是(C)。
A：防止发电机在逆功率状态下损坏
B：防止系统发电机在逆功率状态下产生振荡
C：防止汽轮机在逆功率状态下损坏
D：防止汽轮机及发电机在逆功率状态下损坏
29．*大型汽轮发电机要配置逆功率保护，目的是(B，D)。
A：防止系统在发电机逆功率状态下产生振荡
B：防止主汽门关闭后，长期电动机运行造成汽轮机尾部叶片过热
C：防止主汽门关闭后，发电机失步
D：防止汽轮机在逆功率状态下损坏
30．形成发电机过励磁的原因可能是(C)。
A：发电机出口短路，强行励磁动作，励磁电流增加
B：汽轮发电机在启动低速预热过程中，由于转速过低产生过励磁
C：发电机甩负荷，但因自动励磁调节器退出或失灵，或在发电机启动低速预热转子时，误加励磁等
31．发电机变压器的非电量保护，应该(C)。
A：设置独立的电源回路(包括直流空气小开关及直流电源监视回路)，出口回路与电气量保护公用
B：设置独立的电源回路及出口跳闸回路，可与电气量保护安装在同一机箱内
C：设置独立的电源回路和出口跳闸回路，且在保护柜上的安装位置也应相对独立
二、判断题
1．发电机定子绕组的故障主要是指定子绕组的相间短路、匝间短路和接地短路。
（√）
2．发电机装设纵联差动保护，它是作为定子绕组及其引出线的相间短路保护。
(√)
3．发电机的比率制动式纵差保护对发电机匝间短路无保护作用。(√)
4．发电机不完全差动保护只对定子绕组相间短路有保护作用，而对绕组匝间短路不起作用。（×）
5．反应发电机定子匝间短路的零序电压保护装置，其零序电压可从机端电压互感器原边中性点与发电机中性直接连接TV的付边开口三角形绕组获得
。（√）
6．发电机匝间保护零序电压的接入，应用两根线，不得利用两端接地的方法代替其中一根线，以免两接地点之间存在着电位差，致使零序电压继电器误动。(√)
7．利用纵向零电压构成的发电机匝间保护，要求在保护的交流输入回路上加装3次谐波滤过器。(√)
8．发电机机端定子绕组接地，对发电机的危害比其他位置接地危害要大，这是因为机端定子绕组接地流过接地点的故障电流及非故障相对地电压的升高，比其他位置接地时均大。(√)
9．100MW及以上发电机定子绕组单相接地后，只要接地电流不超过5A，可以继续运行。（×）
10．发电机中性点处发生单相接地时，机端零序电压为
(相电动势)；机端发生单相接地时，零序电压为零。（×）
11．发电机中性点处发生单相接地时，机端的零序电压为0V。(√)
12．发电机定子单相绕组在中性点附近接地时，机端3次谐波电压大于中性点的3次谐波电压。(√)
13．发电机正常运行时，其机端3次谐波电压大于中性点的3次谐波电压。（×）
14．阻抗保护可作为变压器或发电机内部短路时有足够灵敏度的后备保护。（×）
15．发电机负序电流保护的作用是为了提高不对称短路时电流元件的灵敏度。
（√）
16．发电机负序反时限保护是发电机转子负序烧伤的唯一主保护，所以该保护电流动作值和时限与系统后备保护无关。(√)
17．发电机励磁回路一点接地保护动作后，一般作用于全停。（×）
18.对于汽轮发电机当发电机失磁后如失磁保护的动作立即切机。（×）
19．发电机—变压器组的过励磁保护应装在机端，当发电机与变压器的过励磁特性相近时，该保护的整定值应按额定电压较低的设备(发电机或变压器)的磁密来整定，这样对两者均有保护作用。(√)
20．现代大型发电机变压器组均设有非全相运行保护，是因为发电机负序电流反限保护动作时间长，当发—变组非全相运行时，可能导致相邻线路对侧的保护抢先动作，扩大事故范围。(√)
21．发电机逆功率保护主要保护汽轮机。(√)
22．发电机逆功率保护是用来保护发电机的保护类型之一。（×）
三、填空题
1．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这只适应于容量在(300MW)及以上的汽轮发电机—变压器组。
2．发电机定子完全差动保护不能反应定子（内部匝间短路）和（分支开焊）故障。
3．发电机纵差保护是(相间短路)的主保护，其保护范围是(发电机中性点电流互感器与发电机出口电流互感器之间)。
4．发电机或发电机—变压器组纵差保护的动作电流整定值大于发电机的额定电流，应装设(电流回路断线监视)装置，(断线)后动作于信号。
5．发电机不完全纵差对定子绕组相间短路和(匝间短路)有保护作用，并能兼顾(分支开焊)故障。容量不大于50MW，额定电压为6.3kV的发电机接地电流允许值为(4A)；容量125～200MW，额定电压为13.8～15.75kV的非氢冷发电机接地电流允许值为(2A)。
6．发电机横差保护是定子绕组(匝间短路)的主保护，兼做定子绕组(开焊)保护。它动作与否取决于(定子双星形绕组中性点连线)电流的大小。
7．利用纵向零序电压构成的发电机匝间保护，为了提高其动作的可靠性，在保护的交流输入回路上加装(3)次谐波滤波器。
8．发电机在（定子绕组机端）发生单相接地时，机端零序电压为相电压，在（定子绕组中性点处）发生单相接地时，机端零序电压为零。
9．利用基波零序电压的发电机定子单相接地保护不能作为(100％定子接地)保护，有死区。
10．由反应基波零序电压和利用3次谐波电压构成的100％定子接地保护，其基波零序电压元件的保护范围是由机端到中性点的定子绕组的(85％～95％)。
11．双频式100%发电机定子接地保护是由（基波零序）电压和（三次谐波）电压共同构成的。
12．发电机励磁回路接地保护，分为(一点接地)保护和(两点接地)保护。
13．发电机短路故障后备保护，主要作为(发电机外部(相间)短路和发电机主保护)的后备保护。
14．当发电机带有不对称负荷或系统中发生不对称故障时，在定子绕组中将有（负序电流)，在发电机中产生(反向)的旋转磁场，于是在转子中产生倍频电流，引起附加损耗，导致转子过热。
15．发电机定子绕组中的负序电流对发电机的危害主要是引起(在转子回路中感应出倍频电流或转子发热)和(引起100Hz的转子振动)。
16．发电机在电力系统发生不对称短路时，在(转子)中就会感应出(100Hz)电流。
17．为防止发电机转子遭负序电流灼伤，需装设完善的(负序电流)保护。
18．大型发电机要配置逆功率保护，目的是(为了防止汽轮机断汽后，由于鼓风损失，汽轮机尾部叶片有可能过热使汽轮机遭到损坏)。
19．发电机解列灭磁的含义是(断开发电机断路器)、灭磁、(汽轮机甩负荷)。
四、简答题
1．在<继电保护和安全自动装置技术规程)中关于“停机”的含义是什么?
答：停机一断开发电机断路器、灭磁。对汽轮发电机还要关闭主汽门；对水轮发电机还要关闭导水翼。
2．发电机故障的类型有哪几种?
答：1)定子绕组相间短路；2)定子绕组一相的匝间短路；
3)定子绕组单相接地；
4)转子励磁电流消失等。
3.图1所示系统中，若发电机、变压器各装有图示的保护，若k点发生两相短路时，发电机和变压器各有哪些保护会起动？应由哪个保护最先动作？跳开哪些断路器？
答：k点发生两相短路时，发电机的过电流保护与过负荷保护会起动；变压器的纵差保护、过电流保护、过负荷保护会起动。应由变压器的主保护纵差动保护先动作，跳开2QF与3QF。如果变压器的纵差动保护未动作，则由变压器的后备保护过电流保护动作，跳开2QF与3QF。如果变压器的过电流保护也未动作，将由发电机的过电流保护作为远后备而动作，跳开1QF。两者的过负荷保护过了9秒后再动作于信号。
4．画图比较发电机完全纵差和不完全纵差有什么异同。
答：如下图所示。(1)电流互感器安装位置不同。发电机不完全纵差(或发—变组纵差)保护在发电机中性点侧的电流互感器(TAl)仅接在每相的部分分支中，互感器TAl的变比减小为机端互感器TA2的一半，在正常运行或外部短路时仍有不平衡电流(理论上为零)。
(a)不完全差动
(b)完全差动
完全纵差电流互感器变比相等，在正常运行或外部短路肘不平衡电流很小。
(2)保护范围不同。在内部相间短路、匝间短路时，不管短路发生在互感器所在分支或没有互感器的分支，不完全纵差保护均能动作，这主要依靠定子绕组之间的互感作用。TA3与TA4将组成发-变组不完全纵差。不完全纵差保护对定子绕组相间短路和匝间短路有保护作用，并能兼管分支开焊故障。
完全纵差对匝间和分支开焊故障不能动作。
5．为什么发电机纵差保护不能反应匝间短路?
答：发电机纵差保护在原理上只反映绕组中性点与机端电流之差，而匝间短路主要发生在发电机的同一相绕组上，从该相绕组中性点与机端电流互感器上测得的电流幅值相等，相位相差180°，故纵差保护不反应匝间短路。
6．什么是发电机的不完全纵差保护?它有哪些保护功能?一次不平衡电流怎样解决?
答：利用发电机中性点侧的电流互感器仅接在每相的部分分支中与发电机机端每相电流互感器构成的纵差保护称之为不完全纵差保护。
不完全纵差保护对定子绕组相间短路和匝间短路有保护作用，并能兼管分支开
焊故障。
发电机出线端电流为I，中性点分支只有1/n(n为分支数)，可采用不同变比的电流互感器解决不平衡电流问题，也可以在整定继电器基准电流Ib中解决，等等。
7．试分析发电机纵差保护和横差保护的性能，两者的保护范围如何?能否相互代替?
答：发电机纵差保护是相间短路的主保护，它反映发电机中性点至出口同一相电流的差值，保护范围即中性点电流互感器与出口电流互感器之间部分。因为反应同一相电流差值，故不能反应同相绕组匝间短路，所以不能替代匝间保护。
发电机横差保护，是定子绕组匝间短路的保护，兼做定子绕组开焊保护。它反应定子双星形绕组中性点连线电流的大小。当某一绕组发生匝间短路时，在同一相并联支路中产生环流使保护动作。对于相间短路故障，横差保护虽可能动作，但死区可达绕组的15％～20％，且不能切除引出线上的相间短路，所以它不能代替纵差保护。
8．简述发电机单元件横差保护的工作原理
答：对于大型发电机的双星形绕组中性点正常运行时两电位均为零，即相等。中性点连线上无电流流过，单元件横差保护不动作。
当同一相某一绕组发生匝间短路、同一相不同绕组发生匝间短路、定子绕组开焊、定子绕组相间短路、转子回路两点接地时，两中性点电位发生改变不再相等，中性点连线上有电流流过，单元件横差保护动作。
但此保护有死区。
9．发电机常用的内部短路的主保护有哪些?并说明哪些判据可反映定子匝间短路故障。
答：(1)发电机常用的内部短路主保护有：
1)纵联差动保护(完全纵差、不完全纵差)；
2)故障分量负序方向保护；
3)横差保护；
4)纵向零序过电压保护；
5)转子二次谐波电流保护。
(2)反映定子匝间短路故障的判据有：
1)故障分量负序方向保护：发电机内部不对称故障时必有负序功率输出。而外部故障时负序功率由外部系统流入发电机。所以用负序功率的流向作为判据。
2)不完全纵差保护：由机端电流与中性点部分分支电流构成差动保护。装设电流互感器的发电机分支发生匝间短路时会产生差流，不完全纵差可动作。而未装设电流互感器的发电机分支发生匝间短路时，可通过互感磁通使装设电流互感器的非故障分支绕组感受到故障的发生。
3)横差保护：将定子绕组分为几个部分，比较不同部分绕组的电流。所以可以反映匝间短路。应用较多的是单元件横差保护。
4)纵向零序过电压保护：电压取自专用电压互感器开口三角，专用电压互感器一次中性点与发电机中性点直接相连。在发电机发生匝间短路时，三相对中性点电压不平衡，会出现纵向零序电压。由于外部不对称故障也会产生纵向零序电压，该保护需负序功率方向闭锁及电压互感器断线闭锁。
5)转子二次谐波电流保护：利用发电机内部故障时产生负序电流，气隙中有反向旋转磁场，会在转子中感应出二次谐波电流。该保护需负序功率方向闭锁。
10．大型发电机定子接地保护应满足哪几个基本要求?
答：应满足三个基本要求：
(1)故障点电流不应超过安全电流。
(2)有100%的保护区。
(3)保护区内任一点发生接地故障时，保护应有足够高的灵敏度。
11．发电机为什么要装设定子单相接地保护?
答：发电机装设定子接地保护的原因主要有两点：
1)定子绕组发生单相接地后接地电流可能会烧伤定子铁芯。
2)定子绕组发生单相接地后，另外两个健全相对地电压上升。另外故障点将产生间歇性弧光过电压，极有可能引发多点绝缘损坏，从而使单相接地故障扩展为灾难性的相间或匝间短路。
12．由反应基波零序电压和3次谐波电压构成的发电机定子100％接地保护，其3次谐波元件的保护范围是为发电机的哪一部分?
答：由中性点向机端的定子绕组的50％以内。
13．请问下列叙述是否正确。如果是错误，请问为什么?
“发电机定子绕组过电流保护的作用是反应发电机外部短路，并作为发电机纵差保护的后备”
答：正确。
14．怎样利用基波零序电压和3次谐波电压构成发电机100％定子接地保护?
答；(1)第一部分是基波零序电压元件，其保护范围不少于定子绕组韵85％(从发电机端开始)；
(2)第二部分是利用3次谐波电压构成定子接地保护，用以消除基波零序电压元件保护不到的死区，其保护范围不小于定子绕组的20％(从发电机中性点开始)。
15．发电机定子接地保护和匝间短路保护所用电压互感器有什么不同?当机端发生A相金属性接地故障时，定子接地保护和匝简短路保护受到的电压分别为多少?这两种保护动作情况如何?
答：发电机定子接地保护所用电压互感器的一次绕组的中性点直接接地。发电机匝间保护所用电压互感器的一次绕组的中性点接变压器中性点。
机端A相接地时，定子接地保护感受到的电压为100V，保护动作。匝间保护感受到的电压为0V，保护不动作。
16．定子单相接地保护和定子匝间短路保护均采用电流用基波零序电压，这两种电压有什么不同?采用的定子匝间短路保护在发电机发生单相接地故障时会误动吗?
答：(1)定子单相接地保护的电压是机端三相对地零序电压，定子匝间短路保护的电压是机端三相对中性点的零序电压。如下图所示。
(2)由于定子单相接地故障时，不改变机端三相对中性点的电压，所以匝间短路保护不会误动。
(a)定子接地保护；
(b)匝间保护
17．试述纵向零序电压发电机内部短路保护的适用范围及其基本原理，并画出其原理接线图。
答：零序电压匝间短路保护可用于各种发电机，尤其是中性点没有引出三相6端子的发电机(此时不能用横差保护)。
零序电压匝间短路保护原理接线图，如下图所示。
零序电压匝间短路保护原理接线图
发电机定子绕组发生内部短路时，其三相绕组的对称性遭到破坏，机端三相对发电机中性点出现基波零序电压，因此TV0有输出。发电机正常运行和外部相间短路时，=0。
发电机内部或外部发生单相接地故障时，一次系统出现对地零序电压，发电机中性点电位升高，因TV0一次侧中性点是接在发电机中性点上，因此开口三角形绕组输出的仍为零。
18、发电机励磁回路为什么要装设一点接地和两点接地保护7
答：发电机励磁回路一点接地，虽不会形成故障电流通路，从而不会给发电机造成直接危害，但要考虑第二点接地的可能性，所以由一点接地保护发出信号，以便加强检查、监视。
当发电机励磁回路发生两点接地故障时：①由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤发电机转子本体；②破坏发电机气隙外伤的对称性，引起发电机的剧烈振动；⑧使转子发生缓慢变形而形成偏心，进一步加剧振动。所在在一点接地后要投入两点接地保护，以便发生两点接地时经延时动作停机。
19．大型汽轮发电机装设逆功率保护的目的是什么?
答：主要用于保护汽轮机。因为在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，发电机失去原动力变成电动机运行，从电力系统吸收有功功率。此时，由于鼓风损失，汽轮机尾部叶片有可能过热而造成汽轮机事故。
20．逆功率对发电机本身无害，为何大型汽轮发电机还需装设逆功率保护?
答：在汽轮发电机组上当机炉动作关闭主汽门或由于调整控制回路故障而误关主汽门，在发电机断路器跳开前发电机将转为电动机运行。此时逆功率对发电机本身无害，但由于残留在汽轮机尾部的蒸汽与长叶片摩擦，会使叶片过热，所以逆功率运行不能超过3min，需装设逆功率保护。
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第五篇：发电机进相试验中失磁事故分析及改进措施
湛江发电厂3号发电机励磁采用三机励磁系统，GEC-1型全数字式非线性励磁调节器。励磁系统由主励磁机输出的交流电流，经三相全波桥式接成的硅整流柜整流后供给发电机励磁，而交流主励磁机的励磁则由中频永磁副励磁机经励磁调节器的可控硅整流后供给。调节器根据发电机电压、电流互感器取得的调节信号，实现机组励磁的自动调节。发电机通过调节励磁可以在发电机出口建立电压，发电机并网后，通过调节励磁，可以维持局部电网的电压稳定，控制局部电网的充电功率。湛江电厂开展进相运行，充分利用发电机这一固有的能力，吸收系统多余的无功，维持较好的电能质量，但是，由于进相运行是降低机组的热稳定性和静稳定极限为代价来实现的，加上3号发电机在设计、调试和运行时没有考虑进相运行，因此，机组应经过进相试验后，才可以正式投入进相运行。事故经过
1999-09-03T16:07，3号发电机在手动励磁方式时，在进相运行试验中发生失磁事件，试验人员立即手动将发电机与电网解列，没有造成局部电网稳定性破坏。
事故前按照《湛江发电厂3号发电机进相运行试验方案》，电网方面，化州500 kV变电站退出3×40 Mvar电抗器，湛江地区投入部分电容器，粤西地区有功负荷615 MW，无功负荷256 Mvar，按正常方式运行。电厂方面，1，2，3号机组运行(3×300 MW)，实际出力510 MW，无功210 Mvar，220kV母线电压234 kV。3号发电机在手动励磁方式时，在进相运行试验前，退出低励限制、失磁保护，匝间保护投测量，其余保护正常投入。3号机组有功150 MW，无功从100 Mvar降到-95 Mvar，各运行参数在允许范围内；第2次，3号机组有功200 MW，无功从60 Mvar降到-65 Mvar；第3次，3号机组有功250 MW，无功从30 Mvar降到-55 Mvar；第4次，3号机组有功300 MW，无功从30 Mvar降到-6 Mvar，约2 s，3号发电机失磁，试验人员手动将发电机与电网解列。事故原因分析
(1)在做300 MW运行点的进相试验时，发电机在稳定极限点附近失步，主要原因是一方面该手动励磁的马达功率过大与原设备不匹配，调幅过大；另一方面有来自系统电压或调速方面的较大扰动。
(2)3号发电机在手动励磁方式时，由厂用电(交流380 V)供电，感应调压器手动调压、变压器隔离和变压，经不可控桥整流的主励备用励磁装置，在调节器不具备投入运行情况下，可临时满足发电需要。从试验数据看，厂用6 kV电压已降到下线值，由于手动励磁方式是开环运行，受厂用电供电系统影响较大。进相运行时，发电机出口、6 kV母线电压均不同程度减少，加快了手动励磁调节速度，使发电机出口电压降得更低，容易造成失步。
(3)由于该机组电抗值较大且又远离主网，故其与主网的电气距离较大，静稳极限较低，加之其阻尼在同型机组中也属偏小，动态稳定性较差，故在手动励磁方式时，进相运行的能力较差，特别是在输出有功较大时，不具备进相运行的能力。改进措施(1)更换手动励磁的马达与原设备匹配，保证手动励磁具备良好的调节性能。
(2)建议手动励磁工作电源由工作段(交流380 V)供电改为厂用共用段(交流380 V)供电，防止本机工作电压降低太多影响手动励磁输出，减少外界因素的干扰。
(3)在手动励磁方式时，进相运行的能力较差，不作进相运行，在系统电压较高和投入自动励磁调节器的情况下才开展进相运行。
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