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发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用，同时发电机本身是十分贵重的电气设备，保障发电机在电力系统中的安全运行非常重要。因此，应该针对各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。

 

发电机二等角轴测图

发电机上视图

 

 

一、发电机的故障

 

发电机正常运行时发生的故障类型主要有以下几种。

（1）定子绕组的相间短路。

发电机定子绕组发生相间短路若不及时切除，将烧毁整个发电机组，引起极为严重的后果，必须有两套或两套以上的快速保护反应此类故障。

（2）定子一相绕组内的匝间短路。

发电机定子绕组发生匝间短路会在短路环内产生很大电流，因此发生定子绕组匝间短路时也应快速将发电机切除。

随着发电机设计技术的改进，同相同槽的绕组越来越少，发生匝间短路的可能性也大大减少。

（3）定子绕组单相接地。

定子单相接地并不属于短路性故障，但由于以下几方面的原因，对单相接地故障却要求灵敏而又可靠地反应：大型发电机组中性点都经高阻接地，接地时将有电流流过接地点；接地的电容电流会灼伤故障点的铁芯；而绝大部分短路都是首先由于单相接地未及时进行处理发展而成；接地故障时非接地相电压升高，影响绝缘。

（4）转子励磁回路励磁电流消失（失磁）。

由于励磁设备故障、励磁绕组短路等会引发失磁（全失磁或部分失磁），使发电机进入异步运行，对系统和发电机的安全运行都有很大影响。发电机组要求及时准确地检测出失磁故障。

（5）转子绕组一点接地或两点接地故障

。转子一点接地对汽轮发电机组的影响不大，一般都允许继续运行一段时间；柴油发电机发生一点接地后会引起机组的振动，一般要求切除发电机组。发生两点接地时，部分转子绕组被短路，气隙磁场不对称，从而引起转子烧伤和振动，要求两点接地时尽快将发电机切除。

 

二、发电机不正常运行状态

 

由于发电机是旋转设备，一般发电机在设计制造时，考虑的过载能力都比较弱，一些不正常的运行状态将会严重威胁发电机的安全运行，因此必须及时、准确的处理。不正常运行状态主要有：

（1）定子绕组负序过电流。

由外部不对称短路或不对称负荷（如单相负荷、非全相运行等）而引起的发电机负序过电流。发电机承受负序过电流能力非常弱，很小的负序电流流经定子绕组，就可能会引起转子铁芯的严重过热，甚至烧损发电机的铁芯、槽锲和护环。大机组上一般都配置两套反应负序过电流的保护。

（2）定子对称过电流。

当外部发生对称三相短路时，会引起发电机定子过热，因此应有反应对称过电流的保护。

（3）过负荷。

由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷。当发电机过负荷时，应及时告警。

（4）过电压。

由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压，会影响发电机的绝缘寿命，因此必须有反应过电压的保护。

（5）过励磁。

当电压升高、频率降低时，可引起发电机和主变压器过励磁，从而使发电机过热而损坏，需装设反应过励磁的保护。

（6）频率异常。

发电机在非额定频率下运行，可能会引起共振，使发电机疲劳损伤，应配置频率异常保护。

（7）发电机与系统之间失步。

当发电机和系统失步时，巨大的交换功率使发电机无法承受而损坏，应配有检测失步的保护装置。

（8）误上电。

大型发电机一变压器组（简称发变组）出线一般为3／2断路器接线，在发电机并网前有误合发电机断路器的可能，有可能导致发电机损伤。

（9）启停机故障。

发电机组在没有给励磁前，有可能发生了绝缘破坏的故障，若能在并网前及时检测，就可以避免大的事故发生。对于大型发电机组，具有启停机故障检测功能对发电机组的安全将十分有利。

 

 

 

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