發電機主保護是保障發電機安全運行的核心，主要包括以下幾種：

1. 縱差保護：通過比較發電機中性點TA與機端TA二次同名相電流的大小及相位，判斷發電機內部是否存在相間短路故障。保護采用三相式接線，由兩側差動繼電器構成，區內故障時瞬時動作于全停，區外故障時可靠躲過兩側CT特性不一致產生的不平衡電流。

2. 橫差保護：通過測量發電機定子繞組各相電流的幅值和相位，判斷發電機內部是否存在短路故障，通常用于定子繞組的匝間短路保護。

3. 匝間保護：發電機縱向零序電壓式匝間保護是發電機同相同分支匝間短路及同相不同分支之間匝間短路的主保護。該保護反映發電機縱向零序電壓的基波分量，并用其三次諧波增量作為制動量。

4. 定子接地保護：

• 基波零序電壓式（3U0）定子接地保護：保護范圍為由機端至機內90%左右的定子繞組單相接地故障，延時7秒動作于全停。

• 三次諧波電壓式定子接地保護：反映發電機中性點向機內20%左右定子繞組或機端附近定子繞組單相接地故障，動作于發信。

• 兩者共同構成100%定子接地保護，并設有PT斷線閉鎖，區外故障時不誤動。

5. 失磁保護：用于檢測發電機勵磁電流異常下降或完全消失的失磁故障。由整定值自動隨有功功率變化的勵磁低電壓Ufd(P)、系統低電壓、靜穩阻抗、TV斷線等判據構成，分別動作于發信號和解列滅磁。

6. 失步保護：通過檢測發電機機端測量阻抗的變化軌跡，判斷發電機是否與系統失去同步。保護動作特性為雙遮擋器，在系統短路故障、系統穩定振蕩、電壓回路斷線等情況下不誤動作。當振蕩中心在發電機變壓器內部，失步動作時間超過整定值或電流振蕩次數超過規定值時，保護動作于全停。

7. 逆功率保護：用于保護汽輪機。當主汽門誤關閉或機組保護動作于關閉主汽門，而出口斷路器未跳閘時，發電機將變為同步電動機運行，從系統吸收有功功率。此時，汽輪機尾部葉片與剩余汽體摩擦發熱，可能造成損壞。逆功率保護動作分兩段時限，t1發信號，t2動作于全停，PT斷線閉鎖該保護。

8. 過激磁保護：反映發電機因頻率降低或電壓過高引起的鐵芯工作磁密過高。保護分高、低兩段定值，低定值經固定延時發信號和降低勵磁電壓，高定值經反時限動作于解列滅磁。

9. 過負荷保護：

• 定時限對稱過負荷保護：反映發電機定子電流的大小，當電流超過額定電流值時，經延時動作于信號。

• 反時限對稱過負荷保護：動作時間與電流大小成反比，出口作用于程序跳閘。

• 定時限和反時限負序過負荷保護：反映發電機定子電流中的負序分量，保護發電機轉子，避免轉子過熱而受損。

10. 頻率異常保護：當系統頻率異常時，汽輪機葉片可能產生共振，導致葉片損壞。頻率異常保護用于保護汽輪機安全，當頻率異常保護作用于切除發電機時，其各段頻率及累計時間應與低頻減載或高周切機裝置相配合。

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