对于发电机可能发生的故障(fault)和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择(xuanze)地装设以下保护。
(1)纵联差动保护:为定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)绕组及其引出线的相间短路(电流不经用电器,直接连电源两极)保护。
(2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。发电机不接负载时, 电枢电流为零,称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流 f感生出的空载电动势E0(三相对称),其大小随 f的增大而增加。但是,由于电机磁路铁心有饱和现象,所以两者不成正比。反映空载电动势 0与励磁电流 f关系的曲线称为同步发电机的空载特性。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。
(3)单相接地保护:为发马达定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)绕组的单相接地保护。
(4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障(fault)保护。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。
(5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流(Electron flow)低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统(system)中吸收大量无功功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)而对系统产生不利影响(influence),100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。发电机不接负载时, 电枢电流为零,称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流 f感生出的空载电动势E0(三相对称),其大小随 f的增大而增加。但是,由于电机磁路铁心有饱和现象,所以两者不成正比。反映空载电动势 0与励磁电流 f关系的曲线称为同步发电机的空载特性。
(6)过负荷保护:发马达长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。
(7)定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)绕组过电流保护:当发马达纵差保护范围(fàn wéi)外发生短路,而短路元件的保护或断路器(circuit-breaker)拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。
(8)定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。
(9)负序电流(Electron flow)保护:电力系统发生不对称(symmetry)短路(电流不经用电器,直接连电源两极)或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子(rotor)端部、护环内表面等电流密度(单位:g/cm3或kg/m3)很大的部位过热,造成转子的局部(part)灼伤,因此应装设负序电流保护。
(10)失步保护:反应大型发马达与系统振荡过程(guò chéng)的失步保护。
(11)逆功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器(circuit-breaker)未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器(作用:自动调节、转换电路等作用)构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。
发马达故障保护装置