发电机综合保护装置是保障发电机安全稳定运行的关键设备，它集成了多种保护功能，以应对发电机运行过程中可能出现的各种故障。以下是发电机综合保护装置的主要功能：

一、电气故障保护功能

1. 差动保护

• 功能描述：通过比较发电机机端和中性点电流差异，快速检测内部相间短路故障。

• 应用场景：适用于大型发电机，可实现毫秒级动作，避免定子绕组烧毁。

2. 过电流保护

• 功能描述：监测发电机电流是否超过额定值，防止过载损坏。

• 分级保护：通常设置速断（瞬时动作）和延时过流（配合系统选择性）两段保护。

3. 过电压/欠电压保护

• 功能描述：实时监测电压异常，防止绝缘击穿或设备失稳。

• 典型阈值：过电压保护通常设定为额定电压的110%-120%，欠电压保护为80%-90%。

4. 负序电流保护

• 功能描述：检测不对称运行导致的负序电流，防止转子过热。

• 保护特性：采用反时限特性，负序电流越大动作时间越短。

二、接地故障保护功能

1. 定子接地保护

• 功能描述：通过注入信号或基波零序电压检测定子绕组接地故障。

• 保护范围：可覆盖90%-95%的定子绕组区域。

2. 转子接地保护

• 功能描述：采用注入式或乒乓式原理，实时监测转子绕组绝缘状态。

• 动作特性：可检测1kΩ-100kΩ范围内的接地电阻。

三、温度与机械保护功能

1. 温度保护

• 功能描述：通过埋入式热电阻监测定子铁芯/绕组温度。

• 分级报警：通常设置报警（85℃）、跳闸（105℃）两级阈值。

2. 轴承振动保护

• 功能描述：监测轴向/径向振动，防止机械损坏。

• 典型阈值：报警值设为0.08mm，跳闸值设为0.12mm。

3. 逆功率保护

• 功能描述：防止发电机变为电动机运行，保护汽轮机末级叶片。

• 动作特性：逆功率超过3%-5%额定功率时延时动作。

四、特殊工况保护功能

1. 失磁保护

• 功能描述：检测励磁系统故障导致的失磁状态。

• 判据组合：采用无功反向+低电压+阻抗圆判据。

2. 频率异常保护

• 功能描述：防止频率过高（过激）或过低（欠激）运行。

• 典型阈值：过频保护设为51.5Hz，欠频保护设为48.5Hz。

3. 启停机保护

• 功能描述：在发电机启动/停机过程中提供专用保护。

• 保护配置：包括低频过流、突加电压等特殊保护。

五、辅助功能

1. 故障录波

• 功能描述：记录故障前后电气量变化，支持故障分析。

• 记录时长：通常可记录故障前4周波至故障后8周波数据。

2. 通信功能

• 功能描述：支持IEC 61850、Modbus等协议，实现远程监控。

• 数据传输：可上传保护动作信息、测量值、定值等。

3. 自检功能

• 功能描述：定期检测硬件状态，确保装置可靠性。

• 自检项目：包括ADC采样、开入开出回路、电源模块等。

发电机综合保护装置通过集成上述功能，可全面覆盖发电机的电气、机械故障，并通过智能算法实现快速、可靠的动作。实际应用中需根据发电机容量、系统接线方式等参数进行定值整定，确保保护的选择性和灵敏性。

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