發(fā)電機保護是發(fā)電機的安全運行對保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時發(fā)電機本身也是十分貴重的電氣設(shè)備，因此，應(yīng)該針對各種不同的故障和不正常工作狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的繼電保護裝置。

　　發(fā)電機的故障類型主要有定子繞組相間短路、定子一相繞組內(nèi)的匝間短路、定子繞組單相接地、轉(zhuǎn)子繞組一點接地或兩點接地、轉(zhuǎn)子勵磁回路勵磁電流消失等。

　　發(fā)電機是利用某種方法使線圈轉(zhuǎn)動起來產(chǎn)生電流的裝置。

　　例如，水力發(fā)電是利用河水的落差產(chǎn)生的力量轉(zhuǎn)動線圈而生產(chǎn)電能，火力發(fā)電是利用煤炭或石油燒水產(chǎn)生的水蒸氣的力量轉(zhuǎn)動線圈而生產(chǎn)電能，還有風力發(fā)電是利用風力旋轉(zhuǎn)風車使線圈轉(zhuǎn)動而生產(chǎn)電能。此外還有核能發(fā)電、太陽能發(fā)電、地熱發(fā)電等。 

　　故障分析

　　發(fā)電的不正常運行狀態(tài)主要有：由于外部短路引起的定子繞組過電流;由于負荷超過發(fā)電機額定容量而引起的三相對稱過負荷;由外部不對稱短路或不對稱負荷(如單相負荷，非全相運行等)而引起的發(fā)電機負序過電流;由于突然甩負荷而引起的定子繞組過電壓;由于勵磁回路故障或強勵時間過長而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負荷;由于汽輪機主汽門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機逆功率等。 

　　分類保護

　　針對不同的故障類型和不正常運行狀態(tài)，按照發(fā)電機容量大小、類型等具體情況，發(fā)電機應(yīng)配置的保護功能如下。

　　(1)對容量在1MW以上發(fā)電機的定子繞組及其引出線的相間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差動保護。

　　(2)對直接連于母線的發(fā)電機，當定子繞組單相接地的故障電流(不考慮消弧線圈的補償作用)大于規(guī)定的允許值時，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的接地保護裝置。對于發(fā)電機一變壓器組，當發(fā)電機容量在100MW以下時，應(yīng)裝設(shè)保護區(qū)不小于定子繞組串聯(lián)匝數(shù)90%的定子接地保護;當發(fā)電機容量在100MW及以上時，應(yīng)裝設(shè)保護區(qū)為100%的定子接地保護。定子接地保護帶時限動作于信號，必要時也可以動作于切除發(fā)電機。

　　(3)對于發(fā)電機定子繞組的匝間短路，當定子繞組星形接線、每相有并聯(lián)分支且中性點側(cè)有分支引出端時，應(yīng)裝設(shè)橫差保護;200MW及以上的發(fā)電機，有條件時可裝設(shè)雙重化的橫差保護。

　　(4)對于發(fā)電機外部短路引起的過電流，可采用下列保護方式：

　　1)負序過電流及單元件低電壓啟動過電流保護，一般用于50MW及以上的發(fā)電機。

　　2)復合電壓啟動的過電流保護，一般用于1MW以上的發(fā)電機。

　　3)過電流保護，一般用于1MW以下的發(fā)電機。

　　4)帶電流記憶的低壓過電流保護，用于自并勵發(fā)電機。

　　(5)對于不對稱負荷或外部不對稱短路引起的負序過電流，一般在50MW及以上的發(fā)電機上裝設(shè)負序過電流保護。

　　(6)由對稱負荷引起的發(fā)電機定子繞組過電流，應(yīng)裝設(shè)接于一相電流的過負荷保護。

　　(7)對于發(fā)電機定子繞組過電壓，應(yīng)裝設(shè)帶延時的過電壓保護。

　　(8)對于發(fā)電機勵磁回路的一點接地故障，對1MW及以下的小型發(fā)電機可裝設(shè)定期檢測裝置;對1MW以上的發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)專用的勵磁回路一點接地保護。

　　(9)對于發(fā)電機勵磁消失的故障，在發(fā)電機不允許失磁運行時，應(yīng)在自動滅磁開關(guān)斷開時連鎖斷開發(fā)電機的斷路器;對采用半導體勵磁，以及100MW及以上采用電機勵磁的發(fā)電機，應(yīng)增設(shè)反應(yīng)發(fā)電機失磁時電氣參數(shù)變化的專用失磁保護。

　　(10)對于轉(zhuǎn)子回路的過負荷，在100MW及以上并采用半導體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機上，應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子過負荷保護。

　　(11)對于汽輪發(fā)電機主汽門突然關(guān)閉而出現(xiàn)的發(fā)電機變電動機運行的異常運行方式，為防止損壞汽輪機，對200MW及以上的大容量汽輪發(fā)電機，宜裝設(shè)逆功率保護;對于燃氣輪發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)逆功率保護。

　　(12)對于300MW及以上的發(fā)電機，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。

　　(13)其他保護。例如：當電力系統(tǒng)振蕩影響機組安全運行時，300MW及以上的機組宜裝設(shè)失步保護;當汽輪機低頻運行會造成機械振動、葉片損傷，對汽輪機危害極大時，可裝設(shè)低頻保護;當水冷發(fā)電機斷水時，可裝設(shè)斷水保護。 [2]