陈爱春（宁夏启元药业有限公司自备电厂，宁夏银川７５０１００）
摘要：介绍了制药企业自备电厂发电机可能出现的故障。发电机的保护配置的选择及其整定计算。
关键词：发电机常见故障；发电机保护配置；定值计算该企业是大型生物制药企业连续生产，高耗电量，对电力供应的要求为不间断供电。为满足生产要求，采用两条35KV市电和四台15MW空冷发电机组并网持续供电。
发电机是该企业主要供电电源，其安全稳定运行。因此需要综合考虑发电机的安全运行。就需要在发电机上配置较完善的继电保护和并合理整定。
1.1.3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芯，当此电流较大或持续时间较长时，会使铁芯局部熔化。接地，对发电机没有直接危害。两点接地则转子绕组一部分被
1.1.4发电机转子绕组一点接地和两点接地转子绕组一点
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。水轮发电机组是凸极结构，机组剧烈振动后会破坏各轴承与轴瓦之间的间隙，造成“拉瓦”，排除故障需要相当长的停机时间，故绝不允许转子绕组两点接地现象出现。
1.1.5发电机失磁由于转子绕组断线、励磁回路故障或灭磁开危害，而且对电力系统安全也会造成严重影响。发电机失去励磁后，运行状态将变为电动机运行。故不允许发电机失磁后继续运行。
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
1发电机可能出现的故障类型及不正常工作状态
1.1发电机可能出现的故障类型
很大的短路电流，严重损坏发电机，甚至引起火灾。
1.1.1发电机定子绕组相间短路定子绕组相间短路会产生1.1.2发电机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。
1.2发电机的不正常工作状态
1.2.1由于外部短路非周期合闸以及系统振荡等原因引起
表1
保护出口方式
序号
１２
保护名称
差动保护定子过负荷
开入压板
比率差动定时限反时限一段二段ｔ１ｔ２３Ｕ０判据３Ｉ０判据
跳灭磁开关
＊
停机关主汽门
＊
跳发电机出口
开关
＊
跳母联开关发信号
＊
＊＊
＊
＊＊＊
＊
＊＊
３负序过流
＊＊＊
４复压过流
＊＊
５６７８９
定子接地过电压转子接地失磁逆功率
＊＊
＊＊＊
＊＊＊
一点二点长延时ｔ１ｔ２一段二段
＊＊
＊
＊＊
＊
＊
＊
＊＊
＊＊
＊＊＊＊＊＊＊＊
１０１１１２１３１４１５１６
频率异常励磁变过流匝间保护热工故障
励磁系统
故障开入
＊＊＊＊＊＊
ＴＡ断线ＴＶ断线
１２８２０１５年８月设备管理表2发电机定值整定
定值种类
定值项目
最小动作电流Ｉｄｏｐ最小制动电流Ｉｒｅｓ
１．发电机差动保护
制动特性斜率ＴＡ断线闭锁保护比率制动式差动软压板一点接地电阻定值Ｒ
延时ｔ
２．转子接地
转子两点接地位置变化量
延时ｔ
转子一点接地软压板转子两点接地硬压板
动作功率Ｐｓｅｔ延时ｔ１
３．逆功率保护
延时ｔ２
逆功率保护ｔ１软压板逆功率保护ｔ２软压板
额定电流过负荷时间常数定时限过负荷
４、定子对称过负荷
定时限过负荷时间反时限启动电流反时限下限时间反时限延时上限散热时间常数负序电压低电压
５、复压过流保护
动作电流延时ｔ１延时ｔ２ＴＶ断线闭锁控制
６、发电机过电压保护
过电压值延时低频Ｉ段低频ＩＩ段过频Ｉ段过频ＩＩ段低电压闭锁低频Ｉ段延时ｔ１
７、频率保护
低频ＩＩ段延时ｔ２过频Ｉ段延时ｔ１过频ＩＩ段延时ｔ２低频１段软压板低频２段软压板过频１段软压板过频２段软压板负序Ｉ段动作电流（发信号）
８、发电机负序过流保护
延时时间
负序ＩＩ段动作电流（停机）
延时时间
９、励磁变过流保护１０、励磁回路过负荷
过流定值延时电流定值延时零序电压
１１、发电机定子接地保护
延时ｔ１零序电流定值零序电流延时ｔ２
０．５Ｉｎ
整定值
０．３０Ｉｎ（１．０３２Ａ）０．８Ｉｎ
（２．７５２Ａ）０．４（１投入）投入１０ＫΩ５Ｓ７．５％１Ｓ（１投入）（１投入）４．７６Ｗ５Ｓ（信号）６０Ｓ（跳闸）（１投入）（１投入）３．４４Ａ３７．５１．１Ｉｎ（３．７８４Ａ）
１．１Ｓ１．２Ｉｎ（４．１２８Ａ）
８７．２Ｓ０．７Ｓ０．０１７Ｖ６０Ｖ
１．２６Ｉｎ（４．３３４Ａ）
不投１．５Ｓ（１投入）１３０Ｖ０．５Ｓ４９ＨＺ４７ＨＺ５０．５ＨＺ５１．５ＨＺ５０Ｖ３００Ｓ２０Ｓ１８０Ｓ３０Ｓ（１投入）（１投入）（１投入）（１投入）０．１Ｉｎ
（０．３４４Ａ）１０ｓ（１．７２Ａ）１．５ｓ
２．６Ｉｎ（Ｉｎ＝０．８８Ａ）（２．２８８Ａ）
１Ｓ０．９７Ａ５Ｓ１０Ｖ１０Ｓ０．０４Ａ１Ｓ
注：发电机二次额定电流为：In=3.44A
２０１５年８月１２９设备管理的过电流。
1.2.2过负荷。
1.2.3过电压特别是水轮发电机，因其调速系统惯性大，在1.2.4逆功率当汽轮发电机主汽门突然关闭而发电机断路
积累过程，所以汽轮机给出了在规定频率下允许的累计运行时间。低频运行多发生在重负荷下，对汽轮机的威胁将更为严重，另外对极低频工况，还将威胁到厂用电的安全，低频运行会使汽轮机叶片受到疲劳损伤，故装设低频保护。低频保护反映系统频率的降低，并设有低电压闭锁，即发电机退出运行时低频保护也自动退出运行。
当电网出现大波动是会出现突然甩切大负荷的情况，此时发电机会出现过频现象，频率过高也会损坏发电机。因此发电机应装设频率异常运行保护。护、励磁回路过负荷等保护。
2.9励磁保护针对励磁回路故障还应设有励磁变过流保
突然甩负荷时，将引起过电压。
器未断开时，发电机将过渡到同步电动机运行状态，对汽轮发电机叶片特别是尾叶，可能过热而损坏。
2发电机的保护配置
短路故障，动作于瞬时跳开发电机开关、停机并灭磁。
2.1纵差动保护反应发电机定子绕组及其引出线的相间2.2零序保护当发电机电压回路回路的接地电容电流（未
经消弧线圈补偿）大于或等于5A时，保护动作于跳闸、停机、灭量为100MW及以上的发电机，应尽量装设保护范围为100%的接地保护。
3发电机保护的选择
根据有关规程，考虑到发电机常见故障及该企业供电要求选择许继的发电机保护装置.设置继电保护配置表。（表1）
磁。；当接地电容电流小于5A时，保护应动作信号。对单机容
保护反应外部短路引起的定子绕组过电流状态，并作为发电机的后备保护。对单机容量为50MW及以上的发电机，一般装设负序过流及单相低电压起动的过流保护。
过流，应装设反应一相电流的过负荷保护，延时动作于信号。过电压现象，延时动作于跳开关、停机、灭磁。
2.3过电流保护一般应配置低电压过流或复合电压过流
4发电机的保护整定
（见表2）
5结语
通过发电机保护的选择和定值整定，发电机运行稳定。各保护动作正常，满足该企业安全连续供电要求。现通过8年的运行，时间和实践都证明了该发电机保护选择正确，定值整定合理。
2.4过负荷保护由于发电机对称过负荷引起的定子绕组2.5过电压保护反应发电机突然甩负荷引起的定子绕组2.6转子绕组一点接地保护水轮发电机组一般装设一点
参考文献：
京：中国电力出版社,2004.
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接地保护并动作于信号。汽轮机发电机采用定期检测装置，大动作于信号，二点接地保护动作于停机。
容量机组才设一点接地保护和二点接地保护。一点接地保护
2.7失磁保护当不允许失磁运行时，应在自动灭磁开关断
ChibaElectricPowerPress,2004.水利电力出版社,1998.
开时，连跳发电机断路器。对单机容量100MW及以上或采用励磁装置自身都设有失磁保护和转子回路过负荷保护，所以发电机上不再单独配置该保护。
2.8频率保护汽轮机的叶片都有一个自然振荡频率，如果
可控硅励磁方式时，应设专门的失磁保护。一般成套的可控硅
lay[M]BeijingWaterConservancyandElectricPowerPress,1994电力出版社2004
发电机运行频率低于或高于额定值，在接近或等于叶片自振频率时，将导致共振，使材料疲劳。达到材料不允许的程度时，叶片就有可能断裂，造成严重事故。材料的疲劳是一个不可逆的
作者简介：陈爱春（１９７４．０３）、女、本科、工程师、从事发电机运行技术管理、自备电厂电气系统设计、仪器仪表校验及能源核算工作。
１３０２０１５年８月
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