发电机微机保护

    发电机是电力系统中最主要的设备，大容量机组在系统中的地位举足轻重，如何保障发电机在电力系统中的安全运行，就显得非常重要。由于大容量机组一般采用直接冷却技术，体积和质量并不随容量成比例增大，从而使得大型发电机各参数与中小型发电机已大不相同，因此故障和不正常运行时的特性也与中小型机组有了较大差异，给保护带来复杂性。大型发电机组与中小型发电机组相比，主要不同点表现在：

    (1)短路比减小，电抗增大。大型发电机的短路比大约减小到0.5左右，各种电抗都比中小型发电机大。因此大型发电机组的短路水平反而比中小型机组的短路水平低，这对继电保护是十分不利的。由于za的增大，使发电机的静稳储备系数K减小，因此在系统受到扰动或发电机发生失磁故障时，很容易失去静态稳定。由于xd″、xd′、xd等参数的变大，使发电机平均异步转矩大大降低，约从中小型发电机的2--3倍额定值减小至额定值左右。于是失磁后异步运行时滑差增大，允许异步运行的负荷更小、时间更短，另一方面要从系统吸取更多的无功功率，对系统稳定运行不利。

    (2)时间常数增大。大型发电机组定子回路时间常数Ta和比值Ta/Td显著增大，短路时定子非周期电流的衰减较慢，整个短路电流偏移在时间轴一侧若干工频周期，使电流互感器更容易饱和，影响大机组保护正确工作。

    (3)惯性时间常数降低。大容量机组的体积并不随容量成比例地增大，有效材料利用率提高，其直接后果是机组的惯性常数H明显降低，600MW发电机的惯性时间常数在1.75左右，在扰动下机组更易于发生振荡。

    (4)热容量降低。有效材料利用率提高的另一后果是发电机的热容量(J/K)与铜损、铁损之比显著下降。例如200MW及更小的发电机的定子绕组对称过负荷能力为1.5倍额定电流，允许持续运行120s，转子绕组过负荷能力为2倍额定激磁电流，允许持续运行30s;对于600MW汽轮发电机，定子绕组过负荷能力规定为1.5倍额定电流、30s，转子绕组过负荷能力为2倍额定激磁电流、10s。转子表层承受负序过负荷的能力t，中小汽轮发电机组（间接冷却方式）为30s，600MW（直接冷却方式）汽轮发电机减小到10s。

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