發(fā)電機(jī)的保護(hù)培訓(xùn)講義

6．1發(fā)電機(jī)的故障、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù) 方式發(fā)電機(jī)的故障主要有：（1）定子繞組的相間短路。由于相間短路電流及故障點(diǎn)的電弧，將損壞定子繞組的絕緣，燒壞繞組和鐵心，甚至引發(fā)火災(zāi)。（2）定子繞組的匝間短路。被短路的繞組將流過(guò)短路電流，引起故障處局部過(guò)熱，絕緣破壞，并可能發(fā)展成單相接地故障和相間故障。（3）定于繞組的單相接地故障。是最常見(jiàn)的一種故障。發(fā)電機(jī)是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的小接地電流系統(tǒng)。單相接地后，其電容電流流過(guò)故障點(diǎn)的定子鐵心，當(dāng)此電流較大或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)使鐵心局部溶化，給修復(fù)工作帶來(lái)很大困難。（4）勵(lì)磁回路的一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地。勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地短路時(shí)，由于沒(méi)有構(gòu)成電流通路，所以對(duì)發(fā)電機(jī)并無(wú)危害。但若不及時(shí)處理，就有可能轉(zhuǎn)化成兩點(diǎn)接地，使轉(zhuǎn)于統(tǒng)組和鐵心燒壞，并因轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)不對(duì)稱(chēng)，使機(jī)組產(chǎn)生劇烈的機(jī)械振動(dòng)。（5）轉(zhuǎn)子回路失去磁勵(lì)電流。

發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)主要有：（1）外部故障引起的定子繞組過(guò)電流和超過(guò)額定容量運(yùn)行的定子過(guò)負(fù)荷。（2）外部不對(duì)稱(chēng)短路和不對(duì)稱(chēng)負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)電流和負(fù)序過(guò)負(fù)荷。（3）調(diào)速系統(tǒng)慣性較大的發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起的過(guò)電壓。（4）由于主汽門(mén)突然關(guān)閉引起的發(fā)電機(jī)逆功率。（5）由于勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷。（6）發(fā)電機(jī)頻率上升或下降。

發(fā)電機(jī)的保護(hù)方式有：

（1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線的相間故障。（2）定于繞組匝間短路保護(hù)。（3）定子接地保護(hù)。當(dāng)接地電容電流大于或等于5A時(shí)，保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘；當(dāng)接地電容電流小于5A時(shí)，保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于信號(hào)。對(duì)容量100MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)盡量裝設(shè)保護(hù)范圍為100％的定子接地保護(hù)。（4）過(guò)電流保護(hù)。（5）對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（6）勵(lì)磁回路接地保護(hù)。大容量汽輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)及兩點(diǎn)接地保護(hù)，在一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后投兩點(diǎn)接地保護(hù)。（7）反應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁消失的失磁保護(hù)。對(duì)于不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，可在自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，連跳發(fā)電機(jī)斷路器。（8）轉(zhuǎn)子回路過(guò)負(fù)荷保護(hù)。（9）大容量機(jī)組的逆功率保護(hù)。（l0）反應(yīng)水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)走子繞組過(guò)電壓的過(guò)電壓保護(hù)保護(hù)裝置在跳開(kāi)發(fā)電機(jī)出口斷路器的同時(shí)，應(yīng)作用于自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)， 切斷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。

6.2發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)國(guó)內(nèi)在建和已運(yùn)行的600MW和1000MW級(jí)汽輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)和出線側(cè)均只能引出3個(gè)端頭，不可能安裝橫差保護(hù)、不完全差動(dòng)保護(hù)和裂相差動(dòng)保護(hù)，只能采用發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)作為主保護(hù)。

一、發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)能快速而靈敏地切除發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線之間發(fā)生的故障，是發(fā)電機(jī)的內(nèi)部相間短路的主保護(hù)。電流互感器TAI和TA2的變比相同，它們之間的定子繞組及其引出線即為縱差保護(hù)的保護(hù)區(qū)。

1為傳統(tǒng)的比率制動(dòng)特性，斜率Kz恒定，這種動(dòng)作特性在區(qū)內(nèi)故障電流小時(shí)，具有較高的靈敏度；而在區(qū)外故障時(shí)，具有較強(qiáng)的躲過(guò)暫態(tài)不平衡差流的能力。2為多折線制動(dòng)特性，斜率為二或三段，靈敏度最高。但由于CT誤差的不確定性，該折線的斜率和起始點(diǎn)非常難以確定，目前還沒(méi)有理論的計(jì)算方法和依據(jù)，往往在使用時(shí)采用簡(jiǎn)單化整定辦法。因此，對(duì)防止保護(hù)誤動(dòng)的措施要求較高。漸變雙曲線制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)3為變斜率制動(dòng)特性，其斜率一直在變，最大為0.7.漸變雙曲線制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)4為過(guò)原點(diǎn)的比率制動(dòng)特性，認(rèn)為CT誤差與二次電流大小無(wú)關(guān)，這不符合實(shí)際情況，靈敏度也比其他方案低，所以國(guó)內(nèi)運(yùn)用比較少。A相差動(dòng)A相差動(dòng)B相差動(dòng)C相差動(dòng)B相差動(dòng)C相差動(dòng)只一相差動(dòng)動(dòng)作任兩相差動(dòng)或三相同時(shí)動(dòng)作U2>t/0&&所謂循環(huán)閉鎖方式，即是當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生相間短路時(shí)，二相或三相差動(dòng)同時(shí)動(dòng)作，或者是發(fā)生了一點(diǎn)在區(qū)內(nèi)另外一點(diǎn)在區(qū)外的兩點(diǎn)接地故障時(shí)，一相差動(dòng)動(dòng)作且同時(shí)有負(fù)序電壓產(chǎn)生，那么保護(hù)均出口跳閘。若后一種情況僅一相差動(dòng)動(dòng)作而無(wú)負(fù)序電壓時(shí)則認(rèn)為是CT斷線，負(fù)序電壓常時(shí)間存在而同時(shí)無(wú)差電流時(shí)，則為PT斷線。保護(hù)的邏輯圖如下：

CT斷線

跳閘

PT斷線

所謂循環(huán)閉鎖方式，即是當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生相間短路時(shí)，二相或三相差動(dòng)同時(shí)動(dòng)作，或者是發(fā)生了一點(diǎn)在區(qū)內(nèi)另外一點(diǎn)在區(qū)外的兩點(diǎn)接地故障時(shí)，一相差動(dòng)動(dòng)作且同時(shí)有負(fù)序電壓產(chǎn)生，那么保護(hù)均出口跳閘。若后一種情況僅一相差動(dòng)動(dòng)作而無(wú)負(fù)序電壓時(shí)則認(rèn)為是CT斷線，負(fù)序電壓常時(shí)間存在而同時(shí)無(wú)差電流時(shí)，則為PT斷線。保護(hù)的邏輯圖如下：國(guó)內(nèi)外電機(jī)廠均承諾過(guò)其發(fā)電機(jī)不會(huì)發(fā)生匝間短路，不必裝設(shè)匝間保護(hù)，理由是槽內(nèi)上下線圈的絕緣是相對(duì)槽側(cè)壁絕緣的兩倍，因此發(fā)生匝間短路前應(yīng)先發(fā)生定子接地故障。但在發(fā)電機(jī)端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，既有相間絕緣又有匝間絕緣，如果端部固定不當(dāng)或發(fā)生振動(dòng)，可能會(huì)使絕緣逐漸磨損引起短路。因此有條件的前提下有必要裝設(shè)匝間短路保護(hù)。發(fā)電機(jī)的匝間短路保護(hù)

容量較大的發(fā)電機(jī)每相都有兩個(gè)或兩個(gè)以上的并聯(lián)支路。同一支路繞組匝間短路或同相不同支路的繞組匝間短路，都稱(chēng)為定子繞組的匝間短路。發(fā)生匝間短路時(shí)，縱差動(dòng)保護(hù)往往不能反應(yīng)，故對(duì)于發(fā)電機(jī)定于繞組的匝間短路，必須裝設(shè)專(zhuān)用保護(hù).(1)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)對(duì)于定子每相都由兩個(gè)并聯(lián)支路組成，且每一支路在中性點(diǎn)側(cè)均有引出端的發(fā)電機(jī)，可采用橫差動(dòng)保護(hù).ABCO1O2DL—11/bTATZJKAKTKSKM信號(hào)至主斷路器至MK同一支路內(nèi)匝間短路時(shí)的電流分布不同支路內(nèi)匝間短路時(shí)的電流分布KATAO2O1O2O1IKLIKLIKLIKLIKLIKLIKLKATAABCKAABCXKAO1O23IO在發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路時(shí)，橫差動(dòng)保護(hù)也會(huì)動(dòng)作。但由于其死區(qū)較大，且不能反映引出線上的相間短路，因此不能代替縱差動(dòng)保護(hù)。

大容量的發(fā)電機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊，無(wú)法引出所有分支，往往只在中性點(diǎn)引出三個(gè)端子，無(wú)法裝設(shè)橫差保護(hù)。因此大型機(jī)組通常采用反映零序電壓的匝間短路保護(hù)。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)端不出現(xiàn)基波零序電壓。相間短路時(shí)，也不出現(xiàn)零序電壓。單相接地故障時(shí)，接地故障相對(duì)地電壓為零，而中性點(diǎn)對(duì)地電壓上升為相電壓，因此三相出線對(duì)中性點(diǎn)電壓仍然對(duì)稱(chēng)，不出現(xiàn)零序電壓。若定子繞組匝間短路，則三相對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓的對(duì)稱(chēng)性被破壞，因而出現(xiàn)零序電壓。如圖所示為A相繞組發(fā)生匝間短路，則故障相電動(dòng)勢(shì)將變?yōu)?/p>

?A

’=(1-α)?A

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，未發(fā)生短路的兩相電動(dòng)勢(shì)不變，三相電動(dòng)勢(shì)相量圖見(jiàn)圖所示。按照對(duì)稱(chēng)分量法，可求得零序電動(dòng)勢(shì)為

3?o’=?A

’+?B+?c=-α?A

定子繞組與鐵芯之間絕緣破壞而造成的定子繞組單相接地故障，是發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的故障之一。以往認(rèn)為單相接地電容電流小于5A，就不會(huì)嚴(yán)重?zé)齻F芯，因此要求保護(hù)在接地電流小于5A時(shí)只發(fā)出信號(hào)即可。多年的運(yùn)行實(shí)踐和事故教訓(xùn)表明，5A的定子接地電流不能認(rèn)為是安全電流。對(duì)于大型機(jī)型，這個(gè)安全電流不應(yīng)超過(guò)1.0~1.5A。在安全電流下，定子接地保護(hù)動(dòng)作只發(fā)信號(hào)而不跳閘，但應(yīng)及時(shí)處理。由于發(fā)電機(jī)定子繞組是全絕緣的，中性點(diǎn)附近一般不易發(fā)生接地故障。但運(yùn)行實(shí)踐表明，由于機(jī)械損傷，水內(nèi)冷的定子漏水而發(fā)生單相接地，也可能使故障位于中性點(diǎn)附近。因此，要求大型機(jī)組的定子接地保護(hù)無(wú)死區(qū)，即有100%保護(hù)區(qū)。發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)一、反應(yīng)基波零序電壓的定子繞組接地保護(hù)AUECαCα(1-)ECEBαα(1-)EBBEAαα(1-)EAABUCUα(1-)EA=OU=(AUBUCU)++3=αEA=EBαEA=ECαEAJIDIANBAOHU零序電壓與a成正比，即故障點(diǎn)離中性點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越高，離中性點(diǎn)越近，零序電壓越小。

結(jié)論OU=αEAJIDIANBAOHU~三次諧波濾過(guò)器KV0TV0反應(yīng)零序電壓的定子接地保護(hù)說(shuō)明三次諧波濾過(guò)器三次諧波濾過(guò)器三次諧波濾過(guò)器KV0KV0KV0JIDIANBAOHU二、100％保護(hù)區(qū)的定子接地保護(hù)

三次諧波電壓保護(hù)區(qū)基波零序電壓保護(hù)區(qū)JIDIANBAOHU020406080100%50中性點(diǎn)機(jī)端E3E3NSuS3uN3αJIDIANBAOHU正常運(yùn)行時(shí)，US3<UN3。定子繞組發(fā)生接地故障時(shí)，在0-50%的范圍內(nèi)，US3〉UN3。雙頻式100％定子接地保護(hù)雙頻式100％定子接地保護(hù)雙頻式100％定子接地保護(hù)雙頻式100％定子接地保護(hù)雙頻式100％定子接地保護(hù)正常情況下，中性點(diǎn)三次諧波電壓較高UN3＞US3，保護(hù)不動(dòng)作。在靠近中性點(diǎn)側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)，UN3＜US3，保護(hù)動(dòng)作靠近機(jī)端接地故障時(shí)，UN3＞US3，三次諧波保護(hù)不動(dòng)作，但此時(shí)機(jī)端TVI開(kāi)口三角形側(cè)輸出較大的零序電壓，保護(hù)動(dòng)作。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，總是滿足US3＜UN3JIDIANBAOHU

6．5發(fā)電機(jī)的電流、電壓保護(hù)

發(fā)電機(jī)后備保護(hù)也可采用低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或負(fù)序電流加單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。一、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)復(fù)合電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)原理接線圖IIIUUZVNabc至信號(hào)跳QF跳滅磁開(kāi)關(guān)發(fā)電機(jī)低壓電流保護(hù)中的低壓元件的作用是什么

發(fā)電機(jī)電流保護(hù)整定動(dòng)作電流時(shí)，要考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的影響，將使過(guò)電流元件整定值提高，降低了靈敏性，為提高過(guò)電流元件的靈敏性，采用低電壓元件，應(yīng)躲開(kāi)電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)方式下的最低電壓。低壓元件作用是更易區(qū)別外部故障時(shí)的故障電流和正常過(guò)負(fù)荷電流；正常過(guò)負(fù)荷時(shí)，保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作。發(fā)電機(jī)定子繞組的負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)有什么危害？我們知道，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出的是三相對(duì)稱(chēng)的正序電流。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度與三相正序?qū)ΨQ(chēng)電流所形成的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)速一致，即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)與正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此即“同步”的概念。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路或負(fù)荷三相不對(duì)稱(chēng)（接有電力機(jī)車(chē)、電弧爐等單相負(fù)荷）時(shí)，在發(fā)電機(jī)定子繞組中就流有負(fù)序電流。該負(fù)序電流在發(fā)電機(jī)氣隙中產(chǎn)生反向（與正序電流產(chǎn)生的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相反）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它相對(duì)于轉(zhuǎn)子來(lái)說(shuō)為2倍的同步轉(zhuǎn)速，因此在轉(zhuǎn)子中就會(huì)感應(yīng)出100Hz的電流，即所謂的倍頻電流。該倍頻電流的主要部分流經(jīng)轉(zhuǎn)子本體、槽楔和阻尼條，而在轉(zhuǎn)子端部附近沿周界方向形成閉合電路，這就使得轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面、槽楔和小齒接觸面等部位局部灼傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使護(hù)環(huán)受熱松脫，給發(fā)電機(jī)造成災(zāi)難性的破壞，即通常所說(shuō)的“負(fù)序電流燒機(jī)”，這是負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)的危害之一。另外，負(fù)序（反向）氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流之間、正序（正向）氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子負(fù)序電流之間所產(chǎn)生的頻率為100Hz交變電磁力矩，將同時(shí)作用于轉(zhuǎn)子大軸和定子機(jī)座上，引起頻率為100Hz的振動(dòng)，此為負(fù)序電流危害之二。氣輪發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力，一般取決于轉(zhuǎn)子的負(fù)序電流發(fā)熱條件，而不是發(fā)生的振動(dòng)。鑒于以上原因，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)。負(fù)序電流保護(hù)按其動(dòng)作時(shí)限又分為定時(shí)限和反時(shí)限兩種。前者用于中型發(fā)電機(jī)，后者用于大型發(fā)電機(jī)。

6．6發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組由于絕緣損壞較易發(fā)生一點(diǎn)接地故障。當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地之后，并不構(gòu)成電流通路，故無(wú)電流流過(guò)故障點(diǎn)，勵(lì)磁繞組的電壓仍保持正常，因此可繼續(xù)運(yùn)行，對(duì)發(fā)電機(jī)無(wú)直接危害。在發(fā)生一點(diǎn)接地后，若發(fā)電機(jī)仍繼續(xù)運(yùn)行，而其他點(diǎn)絕緣水平降低時(shí)，則有可能發(fā)生轉(zhuǎn)子回路的第二點(diǎn)接地。勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地后，勵(lì)磁繞組將被短接一部分，其后果是：（１）使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)發(fā)生畸變，力矩不平衡，引起機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)，嚴(yán)重危害發(fā)電機(jī)的 安全。（2）由于故障點(diǎn)流過(guò)很大的故障電流，將產(chǎn)生電弧燒壞勵(lì)磁線圈和轉(zhuǎn)子本體。（3）勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地可能使汽輪機(jī)汽缸磁化。

根據(jù)大機(jī)組的情況和轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的現(xiàn)狀，可以只安裝轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)，為避免突然跳閘，可動(dòng)作于信號(hào)，并馬上轉(zhuǎn)移負(fù)荷，安排停機(jī)。也可采用低值時(shí)報(bào)警，高值時(shí)跳閘。轉(zhuǎn)子cKAITVAUMRK1K2SKmvLKARPRP1RP2XS直流電橋式轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的工作原理發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)1.發(fā)電機(jī)失磁的電氣特征發(fā)電機(jī)失磁過(guò)程特點(diǎn)：（1）發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，向系統(tǒng)送出無(wú)功功率，失磁后將從系統(tǒng)吸取大量無(wú)功功率，使機(jī)端電壓下降。當(dāng)系統(tǒng)缺少無(wú)功功率時(shí)，嚴(yán)重時(shí)可能使電壓降到不允許的數(shù)值，一致破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。（2）發(fā)電機(jī)電流增大，失磁前送有功功率愈多，失磁后電流增大愈多。（3）發(fā)電機(jī)有功功率方向不變，繼續(xù)向系統(tǒng)送有功功率。（4）發(fā)電機(jī)機(jī)端測(cè)量阻抗，失磁前在阻抗平面R-X坐標(biāo)第一象限，失磁后測(cè)量阻抗軌跡沿著等有功阻抗圓進(jìn)入第四象限。隨著失磁的發(fā)展，機(jī)端測(cè)量阻抗的端點(diǎn)落在靜穩(wěn)極限阻抗圓內(nèi)，轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行狀態(tài)。阻抗圓就是一個(gè)直角坐標(biāo)系，橫軸是有功，縱軸是無(wú)功，第一象限就是有功、無(wú)功都為正，也就是發(fā)出有功和無(wú)功，第四象限是有功為正，無(wú)功為負(fù)，發(fā)出有功，吸收無(wú)功。發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子開(kāi)始加速，由于產(chǎn)生了轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)子線圈上就會(huì)感應(yīng)出電流建立磁場(chǎng)，就相當(dāng)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的磁場(chǎng)那樣，只不過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子比定子感應(yīng)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)的慢，而發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子則是比那個(gè)磁場(chǎng)快，這時(shí)發(fā)電機(jī)就會(huì)吸收網(wǎng)上的無(wú)功，再向網(wǎng)上發(fā)出有功。這時(shí)就變成了異步發(fā)電機(jī)了。一般在小型電廠里失磁保護(hù)只是發(fā)出信號(hào)的，并不將發(fā)電機(jī)解列的。進(jìn)相了的發(fā)電機(jī)還是同步的，因?yàn)楫吘棺约哼€能建立磁場(chǎng)，只不過(guò)不夠自己用的就是了。進(jìn)相屬機(jī)組異常運(yùn)行的一種狀況。當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)由于AVR原因或故障，或人為降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流過(guò)多，使發(fā)電機(jī)由發(fā)出感性無(wú)功功率變?yōu)槲障到y(tǒng)感性無(wú)功功率，定子電流由滯后于機(jī)端電壓變?yōu)槌坝跈C(jī)端電壓運(yùn)行，這就是發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行。進(jìn)相運(yùn)行也就是現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常提到的欠勵(lì)磁運(yùn)行（或低勵(lì)磁運(yùn)行）。此時(shí)，由于轉(zhuǎn)子主磁通降低，引起發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電勢(shì)降低，使發(fā)電機(jī)無(wú)法向系統(tǒng)送出無(wú)功功率，進(jìn)相程度取決于勵(lì)磁電流降低的程度。引起發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的原因是低谷運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷原已處于底限，當(dāng)系統(tǒng)電壓因故突然升高或有功負(fù)荷增加時(shí)，勵(lì)磁電流自動(dòng)降低引起進(jìn)相；AVR失靈或誤動(dòng)、勵(lì)磁系統(tǒng)其他設(shè)備發(fā)生了故障、人為操作使勵(lì)磁電流降低較多等也會(huì)引起進(jìn)相運(yùn)行。發(fā)電機(jī)失磁對(duì)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身有什么影響，汽輪發(fā)電機(jī)允許失磁運(yùn)行的條件是什么？發(fā)電機(jī)失磁對(duì)系統(tǒng)的主要影響有：（1）發(fā)電機(jī)失磁后，不但不能向系統(tǒng)送出無(wú)功功率，而且還要從系統(tǒng)中吸取無(wú)功功率，將造成系統(tǒng)電壓下降。（2）為了供給失磁發(fā)電機(jī)無(wú)功功率，可能造成系統(tǒng)中其它發(fā)電機(jī)過(guò)電流。發(fā)電機(jī)失磁對(duì)發(fā)電機(jī)自身的影響有：（1）發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子和定子磁場(chǎng)間出現(xiàn)了速度差，則在轉(zhuǎn)子回路中感應(yīng)出轉(zhuǎn)差頻率的電流，引起轉(zhuǎn)子局部過(guò)熱。（2）發(fā)電機(jī)受交變的異步電磁力矩的沖擊而發(fā)生振動(dòng)，轉(zhuǎn)差率愈大，振動(dòng)也愈厲害。氣輪發(fā)電機(jī)允許失磁運(yùn)行的條件是：（1）系統(tǒng)有足夠的供給發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的無(wú)功功率，以不致造成系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降為限。（2）降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出，使之能在很小的轉(zhuǎn)差率下。在允許的一段時(shí)間內(nèi)異步運(yùn)行，即發(fā)電機(jī)應(yīng)在較少的有功功率下失磁運(yùn)行，使之不致造成危害發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的發(fā)熱與振動(dòng)。阻抗原理的失磁保護(hù)主判據(jù)：機(jī)端阻抗輔助判據(jù)：

轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)（Vfd＜）；

機(jī)端低電壓判據(jù)（Ug＜）；

系統(tǒng)低電壓判據(jù)（Un＜）；

過(guò)功率判據(jù)（P＞）。5、阻抗原理的失磁保護(hù)阻抗圓為主判據(jù),分為1.靜穩(wěn)阻抗圓2.下拋圓或帶切線（滿足進(jìn)相運(yùn)行）3.異步阻抗圓（由于水輪機(jī)允許失步運(yùn)行的時(shí)間短，整定時(shí)間要短失步保護(hù)對(duì)于大型發(fā)變組，電抗較大，系統(tǒng)等值阻抗卻往往較小，一旦發(fā)生系統(tǒng)振蕩，振蕩中心常位于發(fā)電機(jī)附近，對(duì)機(jī)組和廠用電產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此需要裝設(shè)失步保護(hù)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)發(fā)生失步時(shí)，將出現(xiàn)發(fā)電機(jī)的機(jī)械量和電氣量與系統(tǒng)之間的振蕩，這種持續(xù)的振蕩將對(duì)發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)產(chǎn)生有破壞力的影響。（1）單元接線的大型發(fā)變組電抗較大，而系統(tǒng)規(guī)模的增大使系統(tǒng)等效電流減小，因此振蕩中心往往落在發(fā)電機(jī)端附近或升壓變壓器范圍內(nèi)，使振蕩過(guò)程對(duì)機(jī)組的影響大為加重。由于機(jī)端電壓周期性的嚴(yán)重下降，使廠用輔機(jī)工作穩(wěn)定性遭到破壞，甚至導(dǎo)致全廠停機(jī)、停爐、停電的重大事故。（2）失步運(yùn)行時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電勢(shì)與系統(tǒng)等效電勢(shì)的相位差為180°的瞬間，振蕩電流的幅值接近機(jī)端三相短路時(shí)流經(jīng)發(fā)電機(jī)的電流。對(duì)于三相短路故障均有快速保護(hù)切除，而振蕩電流則要在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)。若無(wú)相應(yīng)保護(hù)會(huì)使定子繞組遭受熱損傷或端部遭受機(jī)械損傷。（3）振蕩過(guò)程中產(chǎn)生對(duì)軸系的周期性扭力，可能造成大軸嚴(yán)重機(jī)械損傷。（4）振蕩過(guò)程中由于周期性轉(zhuǎn)差變化在轉(zhuǎn)子繞組中引起感應(yīng)電流，引起轉(zhuǎn)繞組發(fā)熱。（5）大型機(jī)組與系統(tǒng)失步，還可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)解列甚至崩潰事故。因此，大型發(fā)電機(jī)組需裝設(shè)失步保護(hù)，以保障機(jī)組和電力系統(tǒng)的安全。短路故障時(shí)，機(jī)端測(cè)量阻抗變化極快，失步保護(hù)不會(huì)動(dòng)作能正確區(qū)分系統(tǒng)振蕩和失步當(dāng)振蕩中心落在線路上時(shí)，由于機(jī)端測(cè)量阻抗軌跡在電抗Xt之上變化，故保護(hù)裝置不計(jì)滑極