發(fā)電機(jī)及主保護(hù)

1、發(fā)電機(jī)及主保護(hù)簡介發(fā)電機(jī)是汽輪發(fā)電機(jī)組三大重要組成部分之一。一、發(fā)電機(jī)工作原理：在定子鐵芯槽內(nèi)沿定子鐵芯內(nèi)圓，每相隔120º分別安放著放有A、B、C三相并且線圈匝數(shù)相等的線圈，轉(zhuǎn)子上有勵(lì)磁繞組（也稱轉(zhuǎn)子繞組）R-L。通過電刷和滑環(huán)的滑動(dòng)接觸，將勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電引入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生穩(wěn)恒的磁場。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子被汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)以n1(3000轉(zhuǎn)每分鐘)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組（也稱電樞繞組）不斷地切割磁力線，在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢（感應(yīng)電壓），發(fā)電機(jī)和外面線路上的負(fù)載連接后輸出電壓。二、發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成：發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。 l 發(fā)電機(jī)定子的組成：發(fā)電機(jī)定子主要

2、由機(jī)座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部分組成。1）機(jī)座與端蓋：機(jī)座是用鋼板焊成的殼體結(jié)構(gòu)，它的作用主要是支持和固定定子鐵芯和定子繞組。此外，機(jī)座可以防止氫氣泄漏和承受住氫氣的爆炸力。在機(jī)殼和定子鐵芯之間的空間是發(fā)電機(jī)通風(fēng)（氫氣）系統(tǒng)的一部分。由于發(fā)電機(jī)定子采用徑向通風(fēng)，將機(jī)殼和鐵芯背部之間的空間沿軸向分隔成若干段，每段形成一個(gè)環(huán)形小風(fēng)室，各小風(fēng)室相互交替分為進(jìn)風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)。這些小室用管子相互連通，并能交替進(jìn)行通風(fēng)。氫氣交替地通過鐵芯的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，再集中起來通過冷卻器，從而有效地防止熱應(yīng)力和局部過熱。端蓋是發(fā)電機(jī)密封的一個(gè)組成部分，為了安裝、檢修、拆裝方便，端蓋由水平分開的上、下兩半構(gòu)成，并設(shè)有端

3、蓋軸承。在端蓋的合縫面上還設(shè)有密封溝，溝內(nèi)充以密封膠以保證良好的氣密。2）定子鐵芯：定子鐵芯是構(gòu)成發(fā)電機(jī)磁路和固定定子繞組的重要部件。為了減少鐵芯的磁滯和渦流損耗，定子鐵芯采用導(dǎo)磁率高、損耗小、厚度為0.5mm的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片沖制而成。每層硅鋼片由數(shù)張扇形片組成一個(gè)圓形，每張扇形片都涂了耐高溫的無機(jī)絕緣漆。沖片上沖有嵌放線圈的下線槽及放置槽楔用的鴿尾槽。扇形沖片利用定子定位筋定位，通過球墨鑄鐵壓圈施壓，夾緊成一個(gè)剛性圓柱形鐵芯，用定位筋固定在內(nèi)機(jī)座上。齒部是通過壓圈內(nèi)側(cè)的非磁性壓指來壓緊。邊段鐵芯涂有粘接漆，在鐵芯裝壓后加熱，使其粘接成一個(gè)牢固的整體，進(jìn)一步提高鐵芯的剛度。3）定子繞組：定子繞

4、組是由嵌入鐵芯槽內(nèi)的絕緣線棒在端部聯(lián)結(jié)成的線圈，繞組端部為籃式結(jié)構(gòu)，并且由引線環(huán)連接成固定的相帶。采用連續(xù)式F級(jí)環(huán)氧粉云母絕緣系統(tǒng)，表面有防暈處理措施。軸向可沿支架滑銷方向自由移動(dòng)，減少由于負(fù)荷或工況變化而在定子繞組和支撐系統(tǒng)中引起的應(yīng)力，滿足機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行的要求。在負(fù)載運(yùn)行條件下，定子繞組會(huì)產(chǎn)生自感應(yīng)渦流損耗，為減少這種損耗，定子線棒采用了羅貝爾換位形式。所謂換位，就是在線棒編織時(shí)，讓每根線棒沿軸向長度，分別處于槽內(nèi)不同高度的位置，這樣每根線棒的漏電抗相等，使每根導(dǎo)體內(nèi)電流均勻，減少直線及端部的橫向漏磁通在各股導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的環(huán)流及附加損耗。定子線棒由矩形的空心和實(shí)心股線混合編織而成，定子繞組就是

5、通過空心股線中的水介質(zhì)來冷卻的。定子線棒端部的所有股線均焊接到水電接頭上，通過銅帶將兩根線棒水電接頭焊在一起形成電氣連接，構(gòu)成一匝線圈；而所有空心股線中的冷卻水通過水電接頭的水路接至靠滑環(huán)端的匯流母管，并經(jīng)絕緣引水管進(jìn)入線圈。在發(fā)電機(jī)的集電環(huán)端設(shè)有一條進(jìn)水母管；在汽機(jī)端部設(shè)有一條出水母管。冷卻水流通道為單向型，即從集電環(huán)端流向汽機(jī)端。l 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子：1）轉(zhuǎn)子本體：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是由一根整體合金鋼鍛件加工而成，在轉(zhuǎn)子本體上徑向地開有許多縱向槽用于安裝轉(zhuǎn)子繞組，作為磁路。轉(zhuǎn)子繞組在槽內(nèi)由鋁合金和鋼槽楔緊固以抵御轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力。這種磁性和非磁性兩種槽楔的應(yīng)用能夠保證合理的分布磁通。這些槽楔均楔入

6、了轉(zhuǎn)子槽口處的鴿尾槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子大齒上加工橫向槽（即月牙槽），用于均衡大、小齒方向的剛度，以避免由于它們之間的較大差異而產(chǎn)生倍頻振動(dòng)。2）轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組由高強(qiáng)度含銀銅線制成，具有較高的抗蠕變能力，從而提高了發(fā)電機(jī)承擔(dān)調(diào)峰負(fù)荷的能力。為防止由于離心力的作用，對轉(zhuǎn)子繞組端部產(chǎn)生破壞，轉(zhuǎn)子線圈放入槽內(nèi)后，槽口用鋁合金槽楔和鋼槽楔固緊，以抵御轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。非磁性槽楔和磁性槽楔的應(yīng)用，保證了合理的磁通分布。采用了高強(qiáng)度、非磁性合金鋼鍛件加工而成的護(hù)環(huán)，熱套在轉(zhuǎn)子本體兩端，采用懸掛式嵌裝，一端與轉(zhuǎn)子本體熱套配合，另一端為懸掛式。轉(zhuǎn)子繞組與護(hù)環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開和支撐端部線圈，限

7、制它們之間由于溫差和離心力引起的位移，端部繞組間隔塊放置了模壓的環(huán)氧玻璃布絕緣塊。轉(zhuǎn)子槽襯用含云母、玻璃纖維等材料的復(fù)合絕緣壓制而成，具有良好的絕緣性能和機(jī)械性能。槽襯內(nèi)表面和端部護(hù)環(huán)絕緣內(nèi)表面涂有低摩檫系數(shù)的干性滑移劑，使轉(zhuǎn)子銅線在負(fù)荷及工況變化引起熱脹冷縮時(shí)可沿軸向自由收縮，以滿足發(fā)電機(jī)調(diào)峰運(yùn)行的要求。3）轉(zhuǎn)子引線和集電環(huán)：通過轉(zhuǎn)子引線與集電環(huán)以及電刷裝置，可以給發(fā)電機(jī)提供額定出力及強(qiáng)勵(lì)時(shí)所需的勵(lì)磁電流。轉(zhuǎn)子電流通過電刷通入熱套在轉(zhuǎn)子外伸端的集電環(huán)，再通過與集電環(huán)相聯(lián)接的徑向和軸向?qū)щ娐輻U傳到轉(zhuǎn)子繞組。導(dǎo)電螺桿用高強(qiáng)度和高導(dǎo)電率的銅合金制成。導(dǎo)電螺桿與轉(zhuǎn)軸之間有密封結(jié)構(gòu)以防漏氫。集電環(huán)用耐

8、磨合金鋼制成，是一對帶溝槽的鋼環(huán)，經(jīng)絕緣后熱套在轉(zhuǎn)子軸上的。在集電環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有絕緣套筒。集電環(huán)上加工有軸向和徑向通風(fēng)孔。表面的螺旋溝可以改善電刷與集電環(huán)的接觸狀況，使電刷之間的電流分配均勻。兩集電環(huán)間設(shè)有同軸離心式風(fēng)扇以冷卻集電環(huán)和電刷。4）護(hù)環(huán)、中心環(huán)、阻尼環(huán)：因?yàn)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子線圈端部受到很大的離心力的作用，為了防止對轉(zhuǎn)子線圈端部的破壞，采用了非磁性、高強(qiáng)度合金鋼鍛件加工而成的護(hù)環(huán)來保護(hù)轉(zhuǎn)子線圈端部。護(hù)環(huán)分別裝配在轉(zhuǎn)子本體兩端，與本體端熱套配合，另一端熱套在懸掛的中心環(huán)上。轉(zhuǎn)子線圈與護(hù)環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開和支撐端部線圈，限制它們之間由于溫差和離心力引起的位移，端部線圈

9、間放置了模壓的環(huán)氧玻璃布絕緣塊。中心環(huán)對護(hù)環(huán)起著與轉(zhuǎn)軸同心的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸的撓度不會(huì)使護(hù)環(huán)受到交變應(yīng)力作用而損傷。中心環(huán)還有防止轉(zhuǎn)子線圈端部軸向位移的作用。為減少由于不平衡負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子上引起的發(fā)熱，提高發(fā)電機(jī)承受不平衡負(fù)荷（負(fù)序電流和異步運(yùn)行）的能力，采用了半阻尼繞組，在轉(zhuǎn)子本體兩端（護(hù)環(huán)下）設(shè)有阻尼繞組。該半阻尼繞組只在轉(zhuǎn)子兩端裝梳齒狀的用紫銅板制成的阻尼環(huán)，其梳齒伸進(jìn)每個(gè)槽及大齒上阻尼槽的槽楔下，由槽楔壓緊。阻尼電流通路是由護(hù)環(huán)、槽楔、阻尼銅條形成的阻尼系統(tǒng)。5）碳刷：碳刷是將勵(lì)磁電流投入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組的關(guān)鍵部件。為了能在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)安全、迅速地更換電刷，采用了盒式

10、刷握結(jié)構(gòu)。每次可換一組（4個(gè)）電刷。通入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的電刷是由天然石磨材料粘結(jié)制成。碳刷具有低的摩擦系數(shù)和自潤滑作用。每個(gè)碳刷帶有兩柔性的銅引線（即刷辮）。采用恒壓式彈簧徑向地裝在刷盒上，從而在電刷長度達(dá)到磨損極限之前沒必要調(diào)整彈簧壓力。彈簧的壓力施加在碳刷中心線上，彈簧是一種螺旋式的，壓力是恒定的。刷架采用左右分瓣把合結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)電環(huán)、刷座及風(fēng)罩等部件組成，對地絕緣。電刷的更換：正常操作條件下，電刷磨損量在1000小時(shí)時(shí)為1015mm，當(dāng)電刷長度達(dá)到接近磨損極限時(shí)，電刷軟導(dǎo)線處于幾乎完全伸長的狀態(tài)。因此，電刷運(yùn)行一段時(shí)間應(yīng)經(jīng)常檢查，密切注意，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電刷過短時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)：高速

11、汽輪發(fā)電機(jī)為了減少因離心力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力以及降低風(fēng)摩耗，轉(zhuǎn)子直徑一般做得比較小，長度比較大，即采用細(xì)長的轉(zhuǎn)子。特別是在3000轉(zhuǎn)分以上的大容量高速機(jī)組，由于材料強(qiáng)度的關(guān)系，轉(zhuǎn)子直徑受到嚴(yán)格的限制，一般不能超過 1.2米。而轉(zhuǎn)子本體的長度又受到臨界速度的限制。當(dāng)本體長度達(dá)到直徑的6倍以上時(shí),轉(zhuǎn)子的第二臨界速度將接近于電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，運(yùn)行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)。所以大型高速汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸受到嚴(yán)格的限制。10萬千瓦左右的空冷電機(jī)其轉(zhuǎn)子尺寸已達(dá)到上述的極限尺寸,要再增大電機(jī)容量,只有靠增加電機(jī)的電磁負(fù)荷來實(shí)現(xiàn)。為此必須加強(qiáng)電機(jī)的冷卻。所以 510萬千瓦以上的汽輪發(fā)電機(jī)都采用了冷卻效果較好的氫冷或

12、水冷技術(shù)。發(fā)電機(jī)以氫氣作為主要冷卻介質(zhì)，采用徑向多流式密閉循環(huán)通風(fēng)方式運(yùn)行，定子繞組采用單獨(dú)的水冷卻系統(tǒng)，而氫氣冷卻系統(tǒng)，包括風(fēng)扇盒氫氣冷卻器完整地放置于發(fā)電機(jī)內(nèi)部。1）定子通風(fēng)系統(tǒng)：發(fā)電機(jī)定子鐵芯沿軸向分為13個(gè)風(fēng)區(qū)，6個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)和7個(gè)出風(fēng)區(qū)相間布置。裝在轉(zhuǎn)子上的兩個(gè)軸流風(fēng)扇（汽、勵(lì)側(cè)各一）將風(fēng)分別鼓入氣隙和鐵芯背部，進(jìn)入背部的氣流沿鐵芯徑向風(fēng)道冷卻進(jìn)風(fēng)區(qū)鐵芯后進(jìn)入氣隙；少部分風(fēng)進(jìn)入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)風(fēng)道，冷卻轉(zhuǎn)子繞組；其它大部分再折回鐵芯，冷卻出風(fēng)區(qū)的鐵芯，最后從機(jī)座風(fēng)道進(jìn)入冷卻器；被冷卻器冷卻后的氫氣進(jìn)入風(fēng)扇前再循環(huán)。這種交替進(jìn)出的徑向多流通風(fēng)保證了發(fā)電機(jī)鐵芯和繞組的均勻冷卻，減少了結(jié)構(gòu)件熱應(yīng)力和局

13、部過熱。為了防止風(fēng)路的短路，常在定、轉(zhuǎn)子之間氣隙中冷熱風(fēng)區(qū)間的定子鐵芯上加裝氣隙隔環(huán)，以避免由轉(zhuǎn)子拋出的熱風(fēng)吸入轉(zhuǎn)子再循環(huán)。 2）轉(zhuǎn)子通風(fēng)系統(tǒng)：轉(zhuǎn)子本體段的導(dǎo)體冷卻采用的是“氣隙取氣”系統(tǒng)：在轉(zhuǎn)子線棒鑿了兩排不同方向的斜流孔至槽底，于是，沿轉(zhuǎn)子本體軸向就形成了若干個(gè)平行的斜流通道。通過這些通道，氫氣交替的進(jìn)入和流出轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)斗，迫使冷卻氫氣與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相匹配的速度通過斜流通道到達(dá)導(dǎo)體槽的底部，然后拐向另一側(cè)同樣沿斜流通道流出導(dǎo)體。從每個(gè)進(jìn)風(fēng)口鼓進(jìn)的冷風(fēng)是分成兩條斜流通道向兩個(gè)方向流進(jìn)導(dǎo)體，同樣，有兩條出風(fēng)通道匯流在一起從出風(fēng)口流出進(jìn)入氣隙。3）氫氣冷卻器：為減少氫冷發(fā)電機(jī)的通風(fēng)阻力和縮短

14、風(fēng)道，氫氣冷卻器安放在機(jī)座內(nèi)的矩形框內(nèi)。冷卻器為四組，立放在發(fā)電機(jī)機(jī)座的四角。冷卻器和機(jī)座間的密封墊結(jié)構(gòu)既可以密封氫氣，又可以在冷卻器因溫度變化脹縮時(shí)起到補(bǔ)償作用，從而始終起到良好的密封作用。氫氣冷卻器的水箱結(jié)構(gòu)保證了發(fā)電機(jī)在充氫的狀態(tài)下，可以打開水箱清洗冷卻水管，當(dāng)冷卻器水管從外部水管拆開后，氫氣冷卻器可以從發(fā)電機(jī)中抽出。圖21 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖圖22 發(fā)電機(jī)剖視圖三、發(fā)電機(jī)的型號(hào)說明：QFSN-660-2-22B Q汽輪機(jī)拖動(dòng) F發(fā)電機(jī) S定子繞組水冷 N轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷 660額定功率 2兩極 22定子額定電壓22KV。水氫氫冷卻方式：定子線圈（包括定子引線）直接水冷、轉(zhuǎn)子線圈直接氫冷（氣

15、隙取氣方式），定子鐵心氫冷。發(fā)電機(jī)采用密閉循環(huán)通風(fēng)冷卻，機(jī)座內(nèi)部的氫氣由裝于轉(zhuǎn)子兩端的軸流式風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)。集電環(huán)和電刷空氣冷卻，兩集電環(huán)間設(shè)有離心式風(fēng)扇。軸承為強(qiáng)迫潤滑（由汽機(jī)潤滑油系統(tǒng)供油）。發(fā)電機(jī)配有氫油水控制系統(tǒng)，以提供和控制發(fā)電機(jī)冷卻用氫氣，密封油和定子線圈冷卻用水。四、發(fā)電機(jī)的分類：1、 按冷卻方式分為：水冷 ，空冷(就是自然冷卻) ，氫冷 ，復(fù)合冷卻(水空冷 水氫冷)。2、按勵(lì)磁方式分為：自勵(lì)和他勵(lì)兩種。自勵(lì)分自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)，他勵(lì)分為直流發(fā)電機(jī)供電和交流勵(lì)磁機(jī)（變壓后）供電兩種。3、按同異步分：同步，異步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同的交流發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋

16、轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速不相同的交流發(fā)電機(jī)叫異步發(fā)電機(jī)，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)。4、按中性點(diǎn)接地方式分為：采用不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻或直接接地三種方式。發(fā)電機(jī)一般都接成星形，主要有兩點(diǎn)好處。一是可消除高次諧波的存在；二是如果接成三角形的話，當(dāng)內(nèi)部故障或繞組接錯(cuò)造成三相不對稱，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，將發(fā)電機(jī)損壞。這里主要講高次諧波危害，高次諧波中最主要的成分是三次諧波，它是以為槽與槽之間磁場的間斷分布產(chǎn)生的?；ǖ囊粋€(gè)周期相當(dāng)于三次諧波的三個(gè)周期，也就是說，基波的360相當(dāng)于三次波的3×360，這樣，由于基波各差120相位，對于三次波來說是3×120=360，角度差360就相當(dāng)于沒有相位差，它

17、們是同相的，因此，如果發(fā)電機(jī)接成三角形的話，就會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，而接成星形則可以相互抵消。（1）、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地方式:當(dāng)發(fā)電機(jī)單相接地時(shí),接地點(diǎn)僅流過系統(tǒng)另兩相與發(fā)電機(jī)有電氣聯(lián)系的電容電流,當(dāng)這個(gè)電流較小時(shí),故障點(diǎn)的電弧常能自動(dòng)熄滅,故可大大提高供電的可靠性。它主要缺點(diǎn)是內(nèi)部過電壓對相電壓倍數(shù)較高。 （2）、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地:當(dāng)發(fā)電機(jī)電容電流較大時(shí),一般采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地,這主要考慮接地電流大到一定程度時(shí)接地點(diǎn)電弧不能自動(dòng)熄滅。而且接地電流若燒壞定子鐵芯時(shí)難以修復(fù)。中性點(diǎn)接了消弧線圈后,單相接地時(shí)可產(chǎn)生電感性電流,補(bǔ)償接地點(diǎn)的電容電流而使接地點(diǎn)電弧自動(dòng)熄滅。 （3）、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)

18、經(jīng)電阻或直接接地:這種方式雖然單相接地較為簡單和內(nèi)部過電壓對相電壓的倍數(shù)較低,但是單相接地短路電流很大,甚至超過三相短路電流,可能使發(fā)電機(jī)定子繞組和鐵芯損壞,而且在發(fā)生故障時(shí)會(huì)引起短路電流波形畸變,使繼電保護(hù)復(fù)雜化五、哈密電廠發(fā)電機(jī)參數(shù)：2.1.3.1 發(fā)電機(jī)的參數(shù)：名稱參數(shù)名稱參數(shù)型號(hào)QFSN-660-2-22B額定功率因數(shù)： 0.9（滯后）額定容量733 MVA額定功率660 MW定子額定電壓UN22 kV額定勵(lì)磁電壓UFn426 V定子額定電流IN19245 A額定勵(lì)磁電流IFn4675 A額定頻率fN50 Hz空載勵(lì)磁電壓UF0152.5 V額定轉(zhuǎn)速nN3000 r/min空載勵(lì)磁電流

19、If01792.7 A定子接線方式Y(jié)Y冷卻方式水氫氫勵(lì)磁方式自并勵(lì)靜止可控硅勵(lì)磁進(jìn)口ABB強(qiáng)勵(lì)頂值電壓2倍額定勵(lì)磁電壓（機(jī)端額定電壓降至80%）強(qiáng)勵(lì)持續(xù)時(shí)間20秒額定效率98.85%相 數(shù)3極 數(shù)2額定氫壓0.45MPa氫冷器最高進(jìn)水溫度38噪聲（機(jī)殼1米、高1.2米處）85分貝額定氫壓運(yùn)行時(shí)的漏氫量10Nm3/24小時(shí)（0.45MPa）定子、轉(zhuǎn)子、定子鐵芯絕緣等級(jí)F級(jí)（溫升按B級(jí)考核）制造廠東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司6.1 發(fā)變組保護(hù)概述大型發(fā)變組單機(jī)容量大、造價(jià)昂貴，保護(hù)的拒動(dòng)或誤動(dòng)將造成十分嚴(yán)重的后果，所以大型機(jī)組繼電保護(hù)的技術(shù)指標(biāo)要求更高。自并勵(lì)勵(lì)磁方式和發(fā)電機(jī)出口開關(guān)的應(yīng)用，使保護(hù)

20、的設(shè)置和出口方式上和常規(guī)發(fā)電機(jī)變壓器組相比發(fā)生了顯著的變化。發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中最主要的設(shè)備，大容量機(jī)組在系統(tǒng)中的地位舉足輕重，如何保障發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)中的安全運(yùn)行，就顯得非常重要。由于大容量機(jī)組一般采用直接冷卻技術(shù)，體積和質(zhì)量并不隨容量成比例增大，從而使得大型發(fā)電機(jī)各參數(shù)與中小型發(fā)電機(jī)已大不相同，因此故障和不正常運(yùn)行時(shí)的特性也與中小型機(jī)組有了較大差異，給保護(hù)帶來復(fù)雜性。大型發(fā)電機(jī)組與中小型發(fā)電機(jī)組相比，主要不同點(diǎn)表現(xiàn)在：1）短路比減小，電抗增大。大型發(fā)電機(jī)的短路比大約減小到0.5左右，各種電抗都比中小型發(fā)電機(jī)大。因此大型發(fā)電機(jī)組的短路水平反而比中小型機(jī)組的短路水平低，這對繼電保護(hù)是十分不利的。

21、由于的增大，使發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)儲(chǔ)備系數(shù)減小，因此在系統(tǒng)受到擾動(dòng)或發(fā)電機(jī)發(fā)生失磁故障時(shí)，很容易失去靜態(tài)穩(wěn)定。由于、等參數(shù)的變大，使發(fā)電機(jī)平均異步轉(zhuǎn)矩大大降低，約從中小型發(fā)電機(jī)的23倍額定值減小至額定值左右。于是失磁后異步運(yùn)行時(shí)滑差增大，允許異步運(yùn)行的負(fù)載更小、時(shí)間更短，另一方面要從系統(tǒng)吸取更多的無功功率，對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行不利。2）時(shí)間常數(shù)增大。大型發(fā)電機(jī)組定子回路時(shí)間常數(shù)和比值顯著增大，短路時(shí)定子非周期電流的衰減較慢，整個(gè)短路電流偏移在時(shí)間軸一側(cè)若干工頻周期，使電流互感器更容易飽和，影響大機(jī)組保護(hù)正確工作。3）慣性時(shí)間常數(shù)降低。大容量機(jī)組的體積并不隨容量成比例地增大，有效材料利用率提高，其直接后果是機(jī)

22、組的慣性常數(shù)H明顯降低，600MW發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)在1.75左右，在擾動(dòng)下機(jī)組更易于發(fā)生振蕩。4）熱容量降低。有效材料利用率提高的另一后果是發(fā)電機(jī)的熱容量（WS/）與銅損、鐵損之比顯著下降。例如200MW及更小的發(fā)電機(jī)的定子繞組對稱過負(fù)荷能力為1.5倍額定電流，允許持續(xù)運(yùn)行120S，轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷能力為2倍額定激磁電流，允許持續(xù)運(yùn)行30S；對于600MW汽輪發(fā)電機(jī)，定子繞組過負(fù)荷能力規(guī)定為1.5倍額定電流、30S，轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷能力為2倍額定激磁電流、10S。轉(zhuǎn)子表層承受負(fù)序過負(fù)荷的能力，中小汽輪發(fā)電機(jī)組（間接冷卻方式）為30S，600MW（直接冷卻方式）汽輪發(fā)電機(jī)減小到10S。6.2 發(fā)

23、電機(jī)主要故障和異常6.2.1 定子繞組的相間短路反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子相間短路，保護(hù)發(fā)電機(jī)定子。一般裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置，保護(hù)壓板均投“跳閘”位置，瞬時(shí)動(dòng)作于全停。發(fā)電機(jī)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(jī)組，引起極為嚴(yán)重的后果，必須有二套或兩套以上的快速保護(hù)反應(yīng)此類故障。動(dòng)作結(jié)果：跳發(fā)變組出口開關(guān)、跳發(fā)電機(jī)勵(lì)磁開關(guān)、跳汽機(jī)。6.2.2 定子繞組匝間短路單機(jī)容量的增大，汽輪發(fā)電機(jī)軸向長度與直徑之比明顯加大，這將使機(jī)組運(yùn)行中振動(dòng)加劇，匝間絕緣磨損加快，有時(shí)還可能引起冷卻系統(tǒng)的故障，因此裝設(shè)靈敏的匝間短路保護(hù)，用作發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路、分支開焊故障以及相間短路的主保護(hù)。因?yàn)闆_擊電壓波沿定

24、子繞組的分布是不均勻的，波頭越陡，分布越不均勻，因此由機(jī)端進(jìn)入發(fā)電機(jī)的沖擊波，有可能首先在定子繞組的始端發(fā)生匝間短路，有鑒于此，大型機(jī)組均在機(jī)端裝設(shè)三相對地的平波電容和氧化鋅避雷器，即使這樣也不能完全排除沖擊過電壓造成的發(fā)電機(jī)匝間絕緣損壞，因此也希望裝設(shè)匝間短路保護(hù)。發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路會(huì)在短路環(huán)內(nèi)產(chǎn)生很大電流。由于工作原理不同，發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)將不能反應(yīng)。目前為止，反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子匝間短路的保護(hù)有：單元件橫差保護(hù)、負(fù)序功率方向保護(hù)、縱向零序電壓保護(hù)和轉(zhuǎn)子二次諧波電流保護(hù)。6.2.3 定子單相接地定子繞組的單相接地（定子繞組與鐵芯間的絕緣破壞）是發(fā)電機(jī)最常見的一種故障，定子故障接地電流超過一

25、定值就可能造成發(fā)電機(jī)定子鐵芯燒壞，而且發(fā)電機(jī)單相接地故障往往是相間或匝間短路的先兆。在我國，為了確保大型發(fā)電機(jī)的安全，不使單相接地故障發(fā)展成相間故障或匝間短路，使單相接地故障處不產(chǎn)生電弧或者使接地電弧瞬間熄滅，這個(gè)不產(chǎn)生電弧的最大接地電流被定義為發(fā)電機(jī)單相接地的安全電流。其值與發(fā)電機(jī)額定電壓有關(guān)，18kV及以上發(fā)電機(jī)接地電流允許值為1A。發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)接地方式與定子接地保護(hù)的構(gòu)成密切相關(guān)，同時(shí)中性點(diǎn)接地方式與單相接地故障電流、定子繞組過電壓等問題有關(guān)。大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式和定子接地保護(hù)應(yīng)該滿足三個(gè)基本要求，即：1）故障點(diǎn)電流不應(yīng)超過安全電流，否則保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘。2）保護(hù)動(dòng)作區(qū)覆蓋整個(gè)定子

26、繞組；有100%保護(hù)區(qū)，保護(hù)區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)接地故障應(yīng)有足夠高的靈敏度。3）暫態(tài)過電壓數(shù)值較小，不威脅發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用何種接地方式，國內(nèi)一直存在著是采用消弧線圈還是采用高阻接地爭議。建議采用消弧線圈接地者，認(rèn)為可以將接地電流限制在安全接地電流以下，熄滅電弧防止故障發(fā)展，從而可以爭取時(shí)間使發(fā)電機(jī)負(fù)荷平穩(wěn)轉(zhuǎn)移后停機(jī)，減小對電網(wǎng)的沖擊。而實(shí)際上我國就曾有過發(fā)電機(jī)接地電流雖小于安全電流，長時(shí)間運(yùn)行最終還是發(fā)展成相間短路的教訓(xùn)。中性點(diǎn)經(jīng)配電變壓器高阻接地方式是國際上與變壓器接成單元的大中型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)最廣泛采用的一種接地方式，設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)配電變壓器接地，主要是為了降低發(fā)電機(jī)定子繞組

27、的過電壓（不超2.6倍的額定相電壓），極大地減少發(fā)生諧振的可能性，保護(hù)發(fā)電機(jī)的絕緣不受損。但是發(fā)電機(jī)單相容量的增大，一般使三相定子繞組對地電容增加，相應(yīng)的單相接地電容電流也增大，另外，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)配電變壓器高阻接地必然導(dǎo)致單相接地故障電流的增大，其數(shù)值美、日、法、瑞士等國以控制在15A以下為標(biāo)準(zhǔn)，這些國家認(rèn)為在此電流下持續(xù)510min，定子鐵芯只受輕微損傷。為保證大型發(fā)電機(jī)的安全，中性點(diǎn)經(jīng)配電變壓器高阻接地的600MW機(jī)組必須使定子接地保護(hù)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)故障停機(jī)。6.2.4 失磁失磁保護(hù)反應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路故障引起的發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行。發(fā)電機(jī)低勵(lì)（表示發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流低于靜穩(wěn)極限所對應(yīng)的勵(lì)磁電流）或

28、失磁，是常見的故障形式。發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁后，將過渡到異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，定子電流增大，定子電壓下降，有功功率下降，無功功率反向并且增大；在轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流；電力系統(tǒng)的電壓下降及某些電源支路過電流。所有這些電氣量的變化，都伴有一定程度的擺動(dòng)。1）對電力系統(tǒng)來說，低勵(lì)或失磁后所產(chǎn)生的危險(xiǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：低勵(lì)或失磁的發(fā)電機(jī)，由發(fā)出無功功率轉(zhuǎn)為從電力系統(tǒng)中吸收無功功率，從而使系統(tǒng)出現(xiàn)巨大的無功差額，發(fā)電機(jī)的容量越大，在低勵(lì)和失磁時(shí)產(chǎn)生的無功缺額越大，如果系統(tǒng)中無功功率儲(chǔ)備不足，將使電力系統(tǒng)中鄰近的某些點(diǎn)的電壓低于允許值，甚至使電力系統(tǒng)因電壓崩潰而瓦解。當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)生低勵(lì)

29、或失磁后，由于電壓下降，電力系統(tǒng)的其它發(fā)電機(jī)在自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的作用下自動(dòng)增大無功輸出，從而使某些發(fā)電機(jī)、變壓器或線路過電流，其后備保護(hù)可能因過流而跳閘，使故障范圍擴(kuò)大。一臺(tái)發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁后，由于該發(fā)電機(jī)有功功率的擺動(dòng)，以及系統(tǒng)電壓的下降，可能導(dǎo)致相鄰的正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間，或電力系統(tǒng)的各部分之間失步，使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，甩掉大量負(fù)荷。2）對發(fā)電機(jī)本身來說，低勵(lì)或失磁產(chǎn)生的不利影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：由于出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流。對于直接冷卻高利用率的大型機(jī)組，其熱容量裕度相對降低，轉(zhuǎn)子更容易過熱。流過轉(zhuǎn)子表層的差頻電流，還可能使轉(zhuǎn)子本體與槽楔、護(hù)環(huán)的接觸面上發(fā)生嚴(yán)重的局

30、部過熱甚至灼傷。低勵(lì)或失磁的發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行之后，發(fā)電機(jī)的等效電抗降低，從電力系統(tǒng)中吸收的無功功率增加。低勵(lì)或失磁前帶的有功功率越大，轉(zhuǎn)差就越大，等效電抗就越小，所吸收的無功功率就越大。在重負(fù)荷下失磁后，由于過電流，將使定子過熱。對于直接冷卻高利用率的大型汽輪發(fā)電機(jī)，其平均異步轉(zhuǎn)矩的最大值較小，慣性常數(shù)也相對降低，轉(zhuǎn)子在縱軸和橫軸方面，也呈較明顯的不對稱。由于這些原因，在重負(fù)荷下失磁后，這種發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、有功功率要發(fā)生劇烈的周期性擺動(dòng)，將有很大甚至超過額定值的電磁轉(zhuǎn)矩周期性地作用到發(fā)電機(jī)的軸系上，并通過定子傳遞到機(jī)座上。此時(shí)，轉(zhuǎn)差也作周期性變化，其最大值可能達(dá)到4%5%，發(fā)電機(jī)周期性地嚴(yán)重超

31、速。這些都直接威脅著機(jī)組的安全。低勵(lì)或失磁運(yùn)行時(shí)，定子端部漏磁增強(qiáng)，將使端部的部件和邊段鐵芯過熱。由于發(fā)電機(jī)低勵(lì)和失磁對電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身的上述危害，為保證電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的安全，必須裝設(shè)低勵(lì)失磁保護(hù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)低勵(lì)和失磁故障并采取必要的措施。失磁保護(hù)檢出失磁故障后，可采取的措施之一，就是迅速把失磁的發(fā)電機(jī)從電力系統(tǒng)中切除，這是最簡單的辦法。但是，失磁對電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身的危害，并不象發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路那樣迅速地表現(xiàn)出來。另一方面，大型汽輪發(fā)電機(jī)組，突然跳閘會(huì)給機(jī)組本身及其輔機(jī)造成很大的沖擊，對電力系統(tǒng)也會(huì)加重?cái)_動(dòng)。汽輪發(fā)電機(jī)組有一定的異步運(yùn)行能力，例如，東方電機(jī)廠生產(chǎn)的600MW汽輪機(jī)組在

32、失磁后允許40%負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行15min。因此，對于汽輪發(fā)電機(jī)，失磁后還可以采取另一種措施，即監(jiān)視母線電壓，當(dāng)電壓低于允許值時(shí)，為防止電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩或造成電壓崩潰，迅速將發(fā)電機(jī)切除；當(dāng)電壓高于允許值時(shí)，則不應(yīng)當(dāng)立即把發(fā)電機(jī)切除，而是首先采取降低原動(dòng)機(jī)出力等措施，并隨即檢查造成失磁的原因，予以消除，使機(jī)組恢復(fù)正常運(yùn)行，以避免不必要的事故停機(jī)。如果在發(fā)電機(jī)允許的時(shí)間內(nèi)，不能消除造成失磁的原因，則再由保護(hù)裝置或由操作人員手動(dòng)停機(jī)。在我國電力系統(tǒng)中，就有過多次10300MW機(jī)組失磁之后用上述方法避免事故停機(jī)的事例。通過大量研究并試驗(yàn)，證明容量不超過800MW的二極汽輪發(fā)電機(jī)若失磁機(jī)組快速減載到允許水平

33、，只要電網(wǎng)有相應(yīng)無功儲(chǔ)備，可確保電網(wǎng)電壓，失磁機(jī)組的廠用電保持正常工作的情況，失磁機(jī)組可不跳閘，盡快恢復(fù)勵(lì)磁。應(yīng)當(dāng)明白一點(diǎn)，發(fā)電機(jī)低勵(lì)產(chǎn)生的危害比完全失磁更嚴(yán)重，原因是低勵(lì)時(shí)尚有一部分勵(lì)磁電壓，將繼續(xù)產(chǎn)生剩余同步功率和轉(zhuǎn)矩，在功角0360°的整個(gè)變化周期中，該剩余功率和轉(zhuǎn)矩時(shí)正時(shí)負(fù)地作用在轉(zhuǎn)軸上，使機(jī)組產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，功率振蕩幅度加大，對機(jī)組和電力系統(tǒng)的影響更嚴(yán)重，如圖61所示。此情況下一般失步保護(hù)會(huì)動(dòng)作，如果失步保護(hù)未動(dòng)作，出于大機(jī)組的安全考慮，應(yīng)迅速拉開滅磁開關(guān)。發(fā)電機(jī)低勵(lì)和失磁狀況下的波形如下：發(fā)電機(jī)低勵(lì)和失磁狀況下的波形6.2.5 轉(zhuǎn)子接地故障轉(zhuǎn)子繞組絕緣破壞常見的故障形式有

34、兩種：轉(zhuǎn)子繞組匝間短路和勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)輸或保存過程中，由于轉(zhuǎn)子內(nèi)部受潮、鐵芯生銹，隨后鐵銹進(jìn)入繞組，造成轉(zhuǎn)子繞組主絕緣或匝間絕緣損壞；轉(zhuǎn)子加工過程中的鐵屑或其它金屬物落入轉(zhuǎn)子，也可能引起轉(zhuǎn)子主絕緣或匝間絕緣的損壞；轉(zhuǎn)子繞組下線時(shí)絕緣的損壞或槽內(nèi)繞組發(fā)生位移，也將引發(fā)接地或匝間短路；氫內(nèi)冷轉(zhuǎn)子繞組的銅線匝上，帶有開啟式的進(jìn)氫和出氫孔，在啟動(dòng)或停機(jī)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子繞組的活動(dòng)，部分匝間絕緣墊片發(fā)生位移，引起氫氣通風(fēng)孔局部堵塞，使轉(zhuǎn)子繞組局部過熱和絕緣損壞；運(yùn)行中轉(zhuǎn)子滑環(huán)上的電流引線的導(dǎo)電螺釘未擰緊，造成螺釘絕緣損壞；電刷粉末沉積在滑環(huán)下面的絕緣突出部分，使勵(lì)磁回路絕緣電阻嚴(yán)重下降。轉(zhuǎn)子

35、繞組匝間短路多發(fā)生在沿槽高方向的上層線匝，對于氣體冷卻的轉(zhuǎn)子，這種匝間短路不會(huì)直接引起嚴(yán)重后果，也無需立即消除缺陷，所以并不要求裝設(shè)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路保護(hù)。轉(zhuǎn)子繞組匝間短路的故障處理沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一旦發(fā)現(xiàn)這類故障，發(fā)電機(jī)是否繼續(xù)運(yùn)行應(yīng)綜合考慮現(xiàn)有的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、故障的形式和特點(diǎn)、故障發(fā)現(xiàn)在機(jī)組運(yùn)行期間或預(yù)防性試驗(yàn)中或機(jī)組安裝時(shí)等諸多因素。我國某些電廠根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的絕緣狀況、機(jī)組的振動(dòng)水平和輸出無功功率的減少程度，決定機(jī)組是否停機(jī)檢修。轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地對汽輪發(fā)電機(jī)組的影響不大，一般允許繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。發(fā)電機(jī)組發(fā)生一點(diǎn)接地后，轉(zhuǎn)子各部分對地電位發(fā)生變化，比較容易誘發(fā)兩點(diǎn)接地，汽輪發(fā)電機(jī)一旦發(fā)生兩點(diǎn)接地，

36、其后果相當(dāng)嚴(yán)重，由于故障點(diǎn)流過相當(dāng)大的故障電流而燒傷轉(zhuǎn)子本體；由于部分繞組被短接，勵(lì)磁繞組中電流增加，可能因過熱而燒傷；由于部分繞組被短接，使氣隙磁通失去平衡，從而引起振動(dòng)。勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地，還可使軸系和汽機(jī)磁化。勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地，即使保護(hù)正確動(dòng)作，從防止汽缸和大軸磁化方面來看，已為時(shí)晚矣。一臺(tái)30萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)，因勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地使大軸和汽缸磁化，為退磁需停機(jī)一個(gè)月以上，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)損失需上千萬元。勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障引起的后果非常復(fù)雜，處理很麻煩。近年來，大型汽輪發(fā)電機(jī)均裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)。但在一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)還是動(dòng)作于跳閘的問題上，存在著不同的看法。主張動(dòng)作于信號(hào)者，則考慮裝設(shè)兩點(diǎn)

37、接地保護(hù)；主張動(dòng)作于停機(jī)者，則認(rèn)為不必再裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)，這有利于避免發(fā)生汽機(jī)磁化。另外，由于目前尚缺少選擇性好、靈敏度高、經(jīng)常投運(yùn)且運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)成熟的勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置，所以也有不裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)的意見，進(jìn)口大型機(jī)組，很多不裝兩點(diǎn)接地保護(hù)。ABB公司的UN5000型勵(lì)磁系統(tǒng)中帶有電橋式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)裝置，他們對轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的設(shè)計(jì)思想是：當(dāng)勵(lì)磁回路絕緣電阻下降到一定值時(shí)報(bào)警，繼續(xù)下降至一定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作切除發(fā)電機(jī)組，以防止發(fā)生兩點(diǎn)接地導(dǎo)致災(zāi)難性事故。6.2.6 定子對稱過負(fù)荷發(fā)電機(jī)對稱過負(fù)荷通常是由于系統(tǒng)中大電源切除、生產(chǎn)過程短時(shí)沖擊性負(fù)荷、大型電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)、強(qiáng)行勵(lì)磁、失磁、同期操作及振蕩等原

38、因引起的。對于大型發(fā)電機(jī)，定子和轉(zhuǎn)子的材料利用率很高，發(fā)電機(jī)的熱容量（WS/）與銅損、鐵損之比顯著下降，因而熱時(shí)間常數(shù)也比較小。從限制定子繞組溫升的角度，實(shí)際上就是要限制定子繞組電流，所以實(shí)際上對稱過負(fù)荷保護(hù)，就是定子繞組對稱過流保護(hù)。發(fā)電機(jī)過負(fù)荷，即要在電網(wǎng)事故情況下充分發(fā)揮發(fā)電機(jī)的過負(fù)荷能力，對電網(wǎng)起到最大程度的支撐，又要在危及發(fā)電機(jī)安全的情況及時(shí)將發(fā)電機(jī)解列，防止發(fā)電機(jī)的損壞。對于600MW汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)具有一定的短時(shí)過負(fù)荷能力，從額定工況下的穩(wěn)定溫度起始，能承受1.3倍額定定子電流下運(yùn)行至少一分鐘。允許的電樞電流和持續(xù)時(shí)間（直到120秒）如下表所示：發(fā)電機(jī)定子繞組過負(fù)荷能力時(shí)間（秒

39、）103060120電樞電流（%）226154130116大型發(fā)電機(jī)定子過負(fù)荷保護(hù)，跟據(jù)過負(fù)荷能力，一般由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成。6.2.7 定子不對稱過負(fù)荷電力系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路，或三相負(fù)荷不對稱（大型單相負(fù)荷）時(shí)，將有負(fù)序電流流過發(fā)電機(jī)的定子繞組，并在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩倍同步轉(zhuǎn)速的磁場，從而在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生倍頻電流。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由整塊鋼鍛壓而成，繞組置于槽中，倍頻電流由于集膚效應(yīng)的作用，主要在轉(zhuǎn)子表面流通，并經(jīng)轉(zhuǎn)子本體槽楔和阻尼條，在轉(zhuǎn)子的端部附近約10%30%的區(qū)域內(nèi)沿周向構(gòu)成閉合回路。這一周向電流，有很大的數(shù)值，例如一臺(tái)600MW機(jī)組，可達(dá)250300kA。這樣大的頻倍電流流過轉(zhuǎn)子表

40、層時(shí)，將在護(hù)環(huán)與轉(zhuǎn)子本體之間和槽楔與槽壁之間等接觸上形成熱點(diǎn)，將轉(zhuǎn)子燒傷。倍頻電流還將使轉(zhuǎn)子的平均溫度升高，使轉(zhuǎn)子撓性槽附近斷面較小的部位和槽楔、阻尼環(huán)與阻尼條等分流較大的部位，形成局部高溫，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子表層金屬材料的強(qiáng)度下降，危及機(jī)組的安全。此外，轉(zhuǎn)子本體與護(hù)環(huán)的溫差超過允許限度，將導(dǎo)致護(hù)環(huán)松脫，造成嚴(yán)重的破壞。為防止發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子遭受負(fù)序電流的損傷，大型汽輪發(fā)電機(jī)都要求裝設(shè)比較完善的負(fù)序電流保護(hù)，因?yàn)樗Ｗo(hù)的對象是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，是轉(zhuǎn)子表層負(fù)序發(fā)熱的唯一主保護(hù)，因此，習(xí)慣上稱它為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，它由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子長期承受負(fù)序電流的能力和短時(shí)承受負(fù)序電流發(fā)熱的能

41、力，是整定負(fù)序電流保護(hù)的依據(jù)。6.2.8 勵(lì)磁回路過流我廠660MW發(fā)電機(jī)，在額定工況穩(wěn)定溫度下，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組允許在勵(lì)磁電壓為125%額定值下運(yùn)行一分鐘，允許的勵(lì)磁電壓與持續(xù)時(shí)間（直到120秒）如下表所示：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組過負(fù)荷能力時(shí)間（秒）103060120勵(lì)磁電壓（%）208146125112在發(fā)電機(jī)過勵(lì)限制器失靈或強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作后返回失靈時(shí)，為了使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組不致過熱損壞，裝設(shè)有：定時(shí)限和反時(shí)限勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù)，后者作用解列滅磁。針對發(fā)電機(jī)的各種工況，自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置都設(shè)有勵(lì)磁限制，為防止勵(lì)磁繞組過電流，設(shè)有過勵(lì)限制器，防止勵(lì)磁繞組過負(fù)荷，可靠性由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來保證。三套反時(shí)限保護(hù)的作用：定

42、子過負(fù)荷、轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷、勵(lì)磁回路過負(fù)荷三套反時(shí)限保護(hù)有各自明確的保護(hù)職責(zé)，特別是第二個(gè)反時(shí)限保護(hù)，它是轉(zhuǎn)子表層負(fù)序發(fā)熱的唯一主保護(hù)，完全由發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子安全來決定它的動(dòng)作延時(shí)大小。這三套過負(fù)荷保護(hù)，被看作是發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的一道屏障，在靈敏度和延時(shí)方面，都不考慮與其他短路保護(hù)相配合，發(fā)電機(jī)的發(fā)熱狀況，是其整定的唯一根據(jù)，用于在各種異常運(yùn)行情況下保障機(jī)組的安全。經(jīng)實(shí)例計(jì)算，利用上述反時(shí)限電流保護(hù)，外部遠(yuǎn)處短路時(shí)動(dòng)作往往太慢，外部近處短路時(shí)動(dòng)作又可能太快，不符合后備保護(hù)選擇性要求。對于大機(jī)組已有雙重主保護(hù)，兩套主保護(hù)互為快速后備，并且配備專用的后備保護(hù)，利用此三套反時(shí)限保護(hù)來兼作后備保護(hù)的現(xiàn)實(shí)意

43、義不大。6.2.9 過電壓大型汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)危及絕緣安全的過電壓是比較常見的現(xiàn)象，當(dāng)滿負(fù)荷下突然甩去全部負(fù)荷，電樞反應(yīng)突然消失，由于調(diào)速系統(tǒng)和自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置都是由慣性環(huán)節(jié)組成，轉(zhuǎn)速仍將上漲，勵(lì)磁電流不能突變，使得發(fā)電機(jī)電壓在短時(shí)間內(nèi)也要上升，如果沒有自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器或勵(lì)磁系統(tǒng)在手動(dòng)方式運(yùn)行，恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，則電壓繼續(xù)上升一直到達(dá)由同步電抗所決定的最大值，其值可能達(dá)到1.31.5倍額定值，持續(xù)時(shí)間可能達(dá)到數(shù)秒，甩負(fù)荷將導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)電機(jī)電壓升高。發(fā)電機(jī)主絕緣的工頻耐壓水平，一般為1.3倍額定電壓持續(xù)60S，而實(shí)際過電壓的數(shù)值和持續(xù)時(shí)間可能超過試驗(yàn)電壓和允許時(shí)間，因此，對發(fā)電機(jī)主絕緣構(gòu)成了直接

44、威脅。ABB的UN5000型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在發(fā)電機(jī)開關(guān)斷開時(shí)，將勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器的給定值復(fù)歸到空載勵(lì)磁電流值。盡管這樣，還是不能完全避免發(fā)電機(jī)定子過電壓的發(fā)生。因此大型汽輪發(fā)電機(jī)均裝設(shè)過電壓保護(hù)，保持動(dòng)作電壓為1.3倍額定電壓，經(jīng)0.5S延時(shí)作用于解列滅磁。6.2.10 過勵(lì)磁由于發(fā)電機(jī)或變壓器發(fā)生過勵(lì)磁故障時(shí)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(lì)磁，將因過熱而使絕緣老化，降低設(shè)備的使用壽命。當(dāng)過勵(lì)倍數(shù)大于1時(shí)發(fā)電機(jī)的過勵(lì)磁，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

45、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)行中造成過激磁原因：機(jī)組并列前；操作錯(cuò)誤；誤加勵(lì)磁電流引起激磁；發(fā)電機(jī)PT斷線造成誤判斷；啟動(dòng)過程中誤將電壓升至額定值，發(fā)電機(jī)因低頻運(yùn)行而導(dǎo)致過勵(lì)磁；停機(jī)過程中滅磁開關(guān)拒動(dòng)，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為保持機(jī)端額定電壓，使發(fā)電機(jī)遭受過勵(lì)磁；發(fā)電機(jī)出口開關(guān)跳閘后，若勵(lì)磁手動(dòng)運(yùn)行或自動(dòng)失靈，電壓與頻率均會(huì)升高，因頻率升高較慢引起發(fā)電機(jī)過激磁。發(fā)電機(jī)的允許過激磁倍數(shù)一般低于變壓器過激磁倍數(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，發(fā)電機(jī)和變壓器的過激磁保護(hù)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置。6.2.11 頻率異常頻率降低對發(fā)

46、電機(jī)有以下各方面的影響：頻率降低引起轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降低，使轉(zhuǎn)子兩端進(jìn)風(fēng)量降低，引起發(fā)電機(jī)的冷卻條件變壞，各部分的溫度升高。頻率降低，由于發(fā)電機(jī)的電勢和頻率磁通成正比，為保持電勢不變，就要增加勵(lì)磁電流，使轉(zhuǎn)子線圈的溫度升高。頻率降低時(shí)，為保持機(jī)端電壓不變，就得增加磁通，使定子鐵芯飽和，機(jī)座的某些結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生局部高溫，有的部位甚至冒火星。低頻工況運(yùn)行導(dǎo)致廠用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，影響發(fā)電機(jī)的出力，并直接威脅著發(fā)電機(jī)甚至整個(gè)電廠和系統(tǒng)的安全運(yùn)行。一方面由于低頻的同時(shí)存在系統(tǒng)無功缺額，另一方面由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，同等勵(lì)磁條件下機(jī)端電壓下降，廠用系統(tǒng)低電壓，嚴(yán)重的低頻降可能導(dǎo)致系統(tǒng)頻率崩潰或電壓崩潰。當(dāng)發(fā)電機(jī)頻

47、率低于額定值一定范圍時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率應(yīng)降低，功率降低一般與頻率降低成一定比例，在低頻運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)如果發(fā)生過負(fù)荷，如上所述會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的熱損傷，但限制汽輪發(fā)電機(jī)組低頻運(yùn)行的決定性因素是汽輪機(jī)而不是發(fā)電機(jī)。頻率異常保護(hù)主要用于保護(hù)汽輪機(jī)，防止汽輪機(jī)葉片及其拉金的斷裂事故。汽輪機(jī)的葉片，都有一自振頻率，如果發(fā)電機(jī)運(yùn)行頻率升高或者降低，當(dāng)時(shí)葉片將發(fā)生諧振，其中k為諧振倍率，k=1，2，3，n為轉(zhuǎn)速（r/min），葉片承受很大的諧振應(yīng)力，使材料疲勞，達(dá)到材料所不允許的限度時(shí)，葉片或拉金就要斷裂，造成嚴(yán)重事故。材料的疲勞是一個(gè)不可逆的積累過程，所以汽輪機(jī)都給出在規(guī)定的頻率下允許的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。從對汽輪

48、機(jī)葉片及其拉金影響的積累作用方面看，頻率升高對汽輪機(jī)的安全也是有危險(xiǎn)的，所以頻率異常保護(hù)應(yīng)當(dāng)包括反應(yīng)頻率升高的部分。由于頻率升高是通過機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)作用、超速保護(hù)來實(shí)現(xiàn)，而且頻率升高大多數(shù)是在輕負(fù)荷或空載時(shí)發(fā)生，此時(shí)汽輪機(jī)葉片和拉金所承受的應(yīng)力，要比低頻滿載時(shí)小得多，所以一般頻率異常保護(hù)中，不設(shè)置反應(yīng)頻率升高的部分，而只包括反應(yīng)頻率下降的部分，并稱為低頻保護(hù)。我廠660MW汽輪發(fā)電機(jī)組能在48.5-50.5 Hz范圍內(nèi)安全連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)頻率偏差大于下表頻率值時(shí)，低頻保護(hù)應(yīng)該據(jù)此設(shè)定各段動(dòng)作頻率和相應(yīng)時(shí)限。發(fā)電機(jī)頻率在48.550.5Hz時(shí)允許運(yùn)行時(shí)間：頻率（Hz）允 許 時(shí) 間每次（sec）累計(jì)

49、（min）51.051.5>30>3050.551.0>180>18048.550.5連續(xù)運(yùn)行48.548.0>300>30048.047.5>60>6047.547.0>20>1047.046.5>5>56.2.12 發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間失步對于大機(jī)組和超高壓電力系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)裝有快速響應(yīng)的自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置，并與升壓變壓器組成單元接線，送電網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大，使發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的阻抗比例發(fā)生了變化。發(fā)電機(jī)和變壓器阻抗值增加了，而系統(tǒng)的等效阻抗值下降了。因此，振蕩中心常落在發(fā)電機(jī)機(jī)端或升壓變壓器范圍內(nèi)。如下圖所示為主變高壓側(cè)AB相故障延時(shí)

50、0.2S切除引起的發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)失步振蕩波形，發(fā)電機(jī)機(jī)端測量電流、電壓波形。發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)失步振蕩波形由于振蕩中心落在機(jī)端附近，使振蕩過程對機(jī)組的影響加重了。機(jī)端電壓周期性地嚴(yán)重下降 ，這點(diǎn)對大型汽輪發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行特別不利。因?yàn)闄C(jī)爐的輔機(jī)都由接在機(jī)端的廠用變壓器供電，電壓周期性地嚴(yán)重下降，將使廠用機(jī)械的工作穩(wěn)定性遭到破壞，甚至使一些重要電動(dòng)機(jī)停運(yùn)，導(dǎo)致停機(jī)、停爐或主輔設(shè)備的損壞。對于直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐，由于一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速周期性嚴(yán)重下降，可能導(dǎo)致一次粉管中大量煤粉積沉，鍋爐也可能瀕臨滅火，電壓回升后，轉(zhuǎn)速又急劇增長，大量煤粉突然涌入爐膛，可能因此而引起爐膛爆炸。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的暫態(tài)上升，隨后失步，汽機(jī)

51、超速保護(hù)將動(dòng)作將調(diào)速汽門關(guān)閉，直到又恢復(fù)同步速為止。這樣，就使單元制機(jī)組的再熱器蒸汽流量的迅速改變，隨之而來的是主汽壓力和溫度的瞬變，直流式鍋爐的中間段的大幅改變，爐管承受劇烈的熱應(yīng)力。發(fā)電機(jī)長時(shí)失步運(yùn)行，將造成電廠整個(gè)生產(chǎn)流程擾亂和破壞，可能造成一些無法預(yù)見的后果。失步振蕩電流在較長時(shí)間內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)，使大型發(fā)電機(jī)組遭受沖擊力和熱損傷，在短路伴隨振蕩下，定子繞組端部先后承受短路電流和振蕩電流產(chǎn)生的應(yīng)力，使定子繞組端部出現(xiàn)嚴(yán)重的機(jī)械損傷。振蕩過程中出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，周期性作用于機(jī)組軸系，使大軸扭傷，縮短運(yùn)行壽命。對于電力系統(tǒng)來說，大機(jī)組與系統(tǒng)之間失步，如不能及時(shí)和妥善處理，可能擴(kuò)大到整個(gè)電力系統(tǒng)，導(dǎo)

52、致電力系統(tǒng)的崩潰。由于上述原因，對于大機(jī)組，特別是在單機(jī)容量所占比例較大的600MW汽輪發(fā)電機(jī)，需要裝設(shè)失步保護(hù)，用以及時(shí)檢出失步故障，迅速采取措施，以保障機(jī)組和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為了防止發(fā)電機(jī)失步和電力系統(tǒng)的振蕩，發(fā)電廠端往往采取一系列的安全穩(wěn)定措施，如超高速繼電保護(hù)、重合閘裝置、高起始響應(yīng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和PSS功率穩(wěn)定器、聯(lián)鎖切機(jī)等。需要提到的是利用DEH的ACC加速度控制快關(guān)中壓調(diào)節(jié)汽門功能，將可能避免由于短路故障誘發(fā)的失步，可能將不穩(wěn)定振蕩轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定振蕩，這對于在線穩(wěn)定機(jī)組將大有好處。因此，對于穩(wěn)定振蕩，發(fā)電機(jī)也沒有必要跳閘。當(dāng)振蕩中心落于機(jī)端附近時(shí)，對于從機(jī)端取用勵(lì)磁電源的自并激勵(lì)磁方

53、式發(fā)電機(jī)組將非常不利，失步將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失磁，使事故來得更為復(fù)雜。因此，當(dāng)檢測到振蕩中心落在發(fā)電機(jī)變壓器內(nèi)部時(shí)，失步保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于全停。6.2.13 誤上電（盤車狀態(tài)下誤合閘）發(fā)電機(jī)在盤車過程中，由于出口開關(guān)誤合閘，突然加上三相電壓，而使發(fā)電機(jī)出現(xiàn)異步啟動(dòng)的情況，在國外曾多次出現(xiàn)過，它能在幾秒鐘內(nèi)給機(jī)組造成損傷。盤車中的發(fā)電機(jī)突然加電壓后，流過發(fā)電機(jī)定繞組的電流可達(dá)34倍額定值，定子電流所建立的旋轉(zhuǎn)磁場，將在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生差頻電流，如果不及時(shí)切除電源，流過電流的持續(xù)時(shí)間過長，則在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的熱效應(yīng)將超過允許值，引起轉(zhuǎn)子過熱而遭到損壞。此外，突然加速，還可能因潤滑油壓低而使軸瓦遭受損壞。因此，對這種突然

54、加電壓的異常運(yùn)行狀況，應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的保護(hù)裝置，以迅速切除電源。對于這種工況，逆功率保護(hù)、失磁保護(hù)、機(jī)端全阻抗保護(hù)也能反應(yīng)，但由于需要設(shè)置無延時(shí)元件；盤車狀態(tài)，電壓互感器和電流互感器都已退出，限制了其兼作突加電壓保護(hù)的使用。一般來說，設(shè)置專用的誤合閘保護(hù)比較好，不易出現(xiàn)差錯(cuò)，維護(hù)方便。6.2.14 啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)故障有些情況下，由于操作上的失誤或其它原因使發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)或停機(jī)過程中有勵(lì)磁電流，而此時(shí)發(fā)電機(jī)正好存在短路或其它故障，由于此時(shí)發(fā)電機(jī)的頻率低，許多保護(hù)繼電器的動(dòng)作特性受頻率影響較大，在這樣低的頻率下，不能正確工作，有的靈敏度大大降低，有的則根本不能動(dòng)作。鑒于上述情況，對于在低轉(zhuǎn)速下可能加勵(lì)磁電

55、壓的發(fā)電機(jī)通常要裝設(shè)反應(yīng)定子接地故障和反應(yīng)相間短路故障的保護(hù)裝置。這種保護(hù)，一般稱為啟停機(jī)保護(hù)?，F(xiàn)在一些微機(jī)保護(hù)裝置都有頻率自適應(yīng)（跟蹤）功能，保證偏離工頻時(shí)，特別在發(fā)電機(jī)在開停機(jī)過程（565HZ），不影響保護(hù)的靈敏度。國內(nèi)常用方法是當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速低于2990r/min時(shí)，閉鎖勵(lì)磁裝置，禁止合勵(lì)磁開關(guān)。6.2.15 逆功率汽輪機(jī)在其主汽門關(guān)閉后，發(fā)電機(jī)變?yōu)橥诫妱?dòng)機(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(dòng)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

56、末級(jí)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3min。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(shí)，以一定的延時(shí)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(dòng)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(shí)還要稍大些。因此，發(fā)電機(jī)變電動(dòng)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(shí)，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

57、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(xiǎn)，當(dāng)主汽門關(guān)閉時(shí)用逆功率元件來將機(jī)組從電網(wǎng)安全解列。6.2.16 電流互感器二次斷線電流互感器二次側(cè)開路后，全部一次電流都用于鐵芯的磁化，鐵芯深度飽和，二次側(cè)要產(chǎn)生要很高的電壓，對于大容量發(fā)電機(jī)組，由于電流大，磁勢大，所以開路電壓很高，例如一臺(tái)25000/5A的電流互感器，二次開路電壓幅值將達(dá)43000V，這樣高的二次電壓，如無特殊保護(hù)措施，必將損壞互感器二次繞組、二次設(shè)備和連接電纜，并危及人身安全。大機(jī)組均系封閉母線，發(fā)電機(jī)電壓回路內(nèi)的電流互感器均裝在封閉母線中，一旦遭受破壞，更換困難，要導(dǎo)致很大的停電損失。在實(shí)際運(yùn)行中，

58、電流互感器二次開路事故不能完全杜絕，特別是發(fā)電機(jī)回路的電流互感器，安裝在受振動(dòng)的壞境中，更不能完全消除開路故障。因此，從安全來看應(yīng)裝設(shè)斷線保護(hù)。發(fā)生斷線故障時(shí)，電流互感器斷線保護(hù)應(yīng)當(dāng)能把二次電壓限制在允許范圍內(nèi)，以防止設(shè)備遭受破壞，同時(shí)發(fā)出信號(hào)。進(jìn)一步要求，對一些在二次斷線后可能誤動(dòng)作的保護(hù)，如差動(dòng)保護(hù)和負(fù)序電流保護(hù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)閉鎖。CT斷線是屬于一次設(shè)備發(fā)生故障，應(yīng)該在一次回路中解決，并且CT斷線閉鎖功能將降低差動(dòng)保護(hù)的可靠性。所以CT斷線后應(yīng)該盡快處理，而不是閉鎖保護(hù)出口。由于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流整定值都小于額定電流，差動(dòng)保護(hù)設(shè)備不設(shè)斷線閉鎖功能，CT斷線后，差動(dòng)保護(hù)繼電器將發(fā)出跳閘命令。6.5 發(fā)變組保護(hù)功能