发电机的故障和不正常工作状态及其保护

发电机是电力系统中十分重要和贵重的设备，发电机的安全运行直接影响电力系统的安全。发电机由于结构复杂，在运行中可能发生故障和不正常工作状态，会对发电机造成危害。同时系统故障也可能损坏发电机，特别是现代的大中型发电机的单机容最大.对系统影响大，损坏后的修复工作复杂且工期长，所以对继电保护提出了更高的要求。针对发电机的故障和不正常工作状态，应装设性能完善的继电保护装置。

        一、发电机可能发生的故障及其相应的保护

        (一)发电机定子绕组相间短路

        定子绕组相间短路会产生很大的短路电流，严重烧坏发电机，甚至引起火灾，应装设纵差保护。

        (二)定子绕组匝间短路

        定子绕组匝间短路会产生很大的环流，引起故障处温度升高，使绝缘老化，甚至击穿绝缘发展为单相接地或相间短路，扩大发电机损坏范围，应装设匝间短路保护。

        (三)发电机定子绕组单相接地

        定子绕组单相接地是发电机易发生的一种故障。单相接地后，其电容电流流过故障点的定子铁心，当此电流较大或持续时间较长时，会使铁心局部熔化，给修复工作带来很大困难。因此，应装设灵敏的反映全部绕组任一点接地故障的100%定子绕组单相接地保护。

        (四)发电机转子绕组一点接地和两点接地

        转子绕组一点接地，由于没有构成通路，对发电机没有直接危害.但若再发生另一点接地，就造成两点接地，则转子绕组一部分被短接，不但会烧毁转子绕组，而且由于部分绕组短接会破坏磁路的对称性，造成磁势不平衡而引起机组剧烈振动，产生严重后果。因此，应装设转子绕组一点接地保护和两点接地保护。

        (五)发电机失磁

        由于转子绕组断线、励磁回路故障或灭磁开关误动等原因，将造成转子失磁。失磁故障不仅对发电机造成危害.而且对电力系统安全也会造成严重影响，因此，应装设失磁保护。

        二、发电机的不正常工作状态及其相应的保护

        (1)由于外部短路等原因引起的过电流.应装设过电流保护，作为外部短路和内部短路的后备保护。对于50MW及以上的发电机，应装设负序过电流保护。

        (2)由于负荷超过发电机额定值，或负序电流超过发电机长期允许值所造成的对称或不对称过负荷。针对对称过负荷，应装设只接于一相的过负荷信号保护;针对不对称过负荷.一般在50MW及以上发电机应装设负序过负荷保护。

        (3)发电机突然甩负荷引起过电压，特别是水轮发电机，因其调速系统惯性大和中间再热式大型汽轮发电机功频调节器的调节过程比较缓慢，在突然甩负荷时，转速急剧上升从而引起过电压。因此，在水轮发电机和大型汽轮发电机上应装设过电压保护.

        (4)当汽轮发电机主汽门突然关闭而发电机断路器未断开时，发电机变为从系统吸收有功而过渡到电动机运行状态.汽轮发电机叶片特别是尾叶可能过热而损坏。因此，应装设逆功率保护。

        为了消除发电机故障，其保护动作跳开发电机断路器的同时，还应作用于自动灭磁开关，断开发电机励磁电流，以使定子回路不再产生电势供给短路电流。（编辑：重庆发电机组http://www.fdjzfw.net）