發(fā)電機的安全運行對保證電力系統的正常工作和電能質(zhì)量起著(zhù)決定性的作用，同時(shí)發(fā)電機本身是十分貴重的電氣設備，保障發(fā)電機在電力系統中的安全運行非常重要。因此，應該針對各種不同的故障和不正常運行狀態(tài)，裝設性能完善的繼電保護裝置。

 

發(fā)電機二等角軸測圖

發(fā)電機上視圖

 

 

一、發(fā)電機的故障

 

發(fā)電機正常運行時(shí)發(fā)生的故障類(lèi)型主要有以下幾種。

（1）定子繞組的相間短路。

發(fā)電機定子繞組發(fā)生相間短路若不及時(shí)切除，將燒毀整個(gè)發(fā)電機組，引起極為嚴重的后果，必須有兩套或兩套以上的快速保護反應此類(lèi)故障。

（2）定子一相繞組內的匝間短路。

發(fā)電機定子繞組發(fā)生匝間短路會(huì )在短路環(huán)內產(chǎn)生很大電流，因此發(fā)生定子繞組匝間短路時(shí)也應快速將發(fā)電機切除。

隨著(zhù)發(fā)電機設計技術(shù)的改進(jìn)，同相同槽的繞組越來(lái)越少，發(fā)生匝間短路的可能性也大大減少。

（3）定子繞組單相接地。

定子單相接地并不屬于短路性故障，但由于以下幾方面的原因，對單相接地故障卻要求靈敏而又可靠地反應：大型發(fā)電機組中性點(diǎn)都經(jīng)高阻接地，接地時(shí)將有電流流過(guò)接地點(diǎn)；接地的電容電流會(huì )灼傷故障點(diǎn)的鐵芯；而絕大部分短路都是首先由于單相接地未及時(shí)進(jìn)行處理發(fā)展而成；接地故障時(shí)非接地相電壓升高，影響絕緣。

（4）轉子勵磁回路勵磁電流消失（失磁）。

由于勵磁設備故障、勵磁繞組短路等會(huì )引發(fā)失磁（全失磁或部分失磁），使發(fā)電機進(jìn)入異步運行，對系統和發(fā)電機的安全運行都有很大影響。發(fā)電機組要求及時(shí)準確地檢測出失磁故障。

（5）轉子繞組一點(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地故障

。轉子一點(diǎn)接地對汽輪發(fā)電機組的影響不大，一般都允許繼續運行一段時(shí)間；柴油發(fā)電機發(fā)生一點(diǎn)接地后會(huì )引起機組的振動(dòng)，一般要求切除發(fā)電機組。發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，部分轉子繞組被短路，氣隙磁場(chǎng)不對稱(chēng)，從而引起轉子燒傷和振動(dòng)，要求兩點(diǎn)接地時(shí)盡快將發(fā)電機切除。

 

二、發(fā)電機不正常運行狀態(tài)

 

由于發(fā)電機是旋轉設備，一般發(fā)電機在設計制造時(shí)，考慮的過(guò)載能力都比較弱，一些不正常的運行狀態(tài)將會(huì )嚴重威脅發(fā)電機的安全運行，因此必須及時(shí)、準確的處理。不正常運行狀態(tài)主要有：

（1）定子繞組負序過(guò)電流。

由外部不對稱(chēng)短路或不對稱(chēng)負荷（如單相負荷、非全相運行等）而引起的發(fā)電機負序過(guò)電流。發(fā)電機承受負序過(guò)電流能力非常弱，很小的負序電流流經(jīng)定子繞組，就可能會(huì )引起轉子鐵芯的嚴重過(guò)熱，甚至燒損發(fā)電機的鐵芯、槽鍥和護環(huán)。大機組上一般都配置兩套反應負序過(guò)電流的保護。

（2）定子對稱(chēng)過(guò)電流。

當外部發(fā)生對稱(chēng)三相短路時(shí)，會(huì )引起發(fā)電機定子過(guò)熱，因此應有反應對稱(chēng)過(guò)電流的保護。

（3）過(guò)負荷。

由于負荷超過(guò)發(fā)電機額定容量而引起的三相對稱(chēng)過(guò)負荷。當發(fā)電機過(guò)負荷時(shí)，應及時(shí)告警。

（4）過(guò)電壓。

由于突然甩負荷而引起的定子繞組過(guò)電壓，會(huì )影響發(fā)電機的絕緣壽命，因此必須有反應過(guò)電壓的保護。

（5）過(guò)勵磁。

當電壓升高、頻率降低時(shí)，可引起發(fā)電機和主變壓器過(guò)勵磁，從而使發(fā)電機過(guò)熱而損壞，需裝設反應過(guò)勵磁的保護。

（6）頻率異常。

發(fā)電機在非額定頻率下運行，可能會(huì )引起共振，使發(fā)電機疲勞損傷，應配置頻率異常保護。

（7）發(fā)電機與系統之間失步。

當發(fā)電機和系統失步時(shí)，巨大的交換功率使發(fā)電機無(wú)法承受而損壞，應配有檢測失步的保護裝置。

（8）誤上電。

大型發(fā)電機一變壓器組（簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)變組）出線(xiàn)一般為3／2斷路器接線(xiàn)，在發(fā)電機并網(wǎng)前有誤合發(fā)電機斷路器的可能，有可能導致發(fā)電機損傷。

（9）啟停機故障。

發(fā)電機組在沒(méi)有給勵磁前，有可能發(fā)生了絕緣破壞的故障，若能在并網(wǎng)前及時(shí)檢測，就可以避免大的事故發(fā)生。對于大型發(fā)電機組，具有啟停機故障檢測功能對發(fā)電機組的安全將十分有利。

 

 

 

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