發電機綜合保護裝置是保障發電機安全穩定運行的關鍵設備，它集成了多種保護功能，以應對發電機運行過程中可能出現的各種故障。以下是發電機綜合保護裝置的主要功能：

一、電氣故障保護功能

1. 差動保護

• 功能描述：通過比較發電機機端和中性點電流差異，快速檢測內部相間短路故障。

• 應用場景：適用于大型發電機，可實現毫秒級動作，避免定子繞組燒毀。

2. 過電流保護

• 功能描述：監測發電機電流是否超過額定值，防止過載損壞。

• 分級保護：通常設置速斷（瞬時動作）和延時過流（配合系統選擇性）兩段保護。

3. 過電壓/欠電壓保護

• 功能描述：實時監測電壓異常，防止絕緣擊穿或設備失穩。

• 典型閾值：過電壓保護通常設定為額定電壓的110%-120%，欠電壓保護為80%-90%。

4. 負序電流保護

• 功能描述：檢測不對稱運行導致的負序電流，防止轉子過熱。

• 保護特性：采用反時限特性，負序電流越大動作時間越短。

二、接地故障保護功能

1. 定子接地保護

• 功能描述：通過注入信號或基波零序電壓檢測定子繞組接地故障。

• 保護范圍：可覆蓋90%-95%的定子繞組區域。

2. 轉子接地保護

• 功能描述：采用注入式或乒乓式原理，實時監測轉子繞組絕緣狀態。

• 動作特性：可檢測1kΩ-100kΩ范圍內的接地電阻。

三、溫度與機械保護功能

1. 溫度保護

• 功能描述：通過埋入式熱電阻監測定子鐵芯/繞組溫度。

• 分級報警：通常設置報警（85℃）、跳閘（105℃）兩級閾值。

2. 軸承振動保護

• 功能描述：監測軸向/徑向振動，防止機械損壞。

• 典型閾值：報警值設為0.08mm，跳閘值設為0.12mm。

3. 逆功率保護

• 功能描述：防止發電機變為電動機運行，保護汽輪機末級葉片。

• 動作特性：逆功率超過3%-5%額定功率時延時動作。

四、特殊工況保護功能

1. 失磁保護

• 功能描述：檢測勵磁系統故障導致的失磁狀態。

• 判據組合：采用無功反向+低電壓+阻抗圓判據。

2. 頻率異常保護

• 功能描述：防止頻率過高（過激）或過低（欠激）運行。

• 典型閾值：過頻保護設為51.5Hz，欠頻保護設為48.5Hz。

3. 啟停機保護

• 功能描述：在發電機啟動/停機過程中提供專用保護。

• 保護配置：包括低頻過流、突加電壓等特殊保護。

五、輔助功能

1. 故障錄波

• 功能描述：記錄故障前后電氣量變化，支持故障分析。

• 記錄時長：通常可記錄故障前4周波至故障后8周波數據。

2. 通信功能

• 功能描述：支持IEC 61850、Modbus等協議，實現遠程監控。

• 數據傳輸：可上傳保護動作信息、測量值、定值等。

3. 自檢功能

• 功能描述：定期檢測硬件狀態，確保裝置可靠性。

• 自檢項目：包括ADC采樣、開入開出回路、電源模塊等。

發電機綜合保護裝置通過集成上述功能，可全面覆蓋發電機的電氣、機械故障，并通過智能算法實現快速、可靠的動作。實際應用中需根據發電機容量、系統接線方式等參數進行定值整定，確保保護的選擇性和靈敏性。

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