发电厂继电保护配置
2022年火力发电厂继电保护设备设计要求
2022年火力发电厂继电保护设备设计要求一、继电保护设计阶段基本要求1．继电保护设计中，装置选型、装置配置及其二次回路等的的设计应符合GB/T14285、GB/T14598.301、GB/T 14598.303、GB/T 15145、GB/T 22386 、DL/T 242、DL/T 280、DL/T 317、DL/T 478、DL/T 526、DL/T 527、DL/T 553、DL/T 667、DL/T 670、DL/T 671、DL/T 744、DL/T 769、DL/T 770、DL/T 886、DL/T 1073、DL/T 1309、DL/T 5044、DL/T 5136等相关标准要求。
2．在系统设计中，除新建部分外，还应包括对原有系统继电保护不符合要求部分的改造方案。
二、装置选型应满足的基本要求1．应选用经电力行业认可的检测机构检测合格的微机型继电保护装置。
2．应优先选用原理成熟、技术先进、制造质量可靠，并在国内同等或更高的电压等级有成功运行经验的微机型继电保护装置。
3．选择微机型继电保护装置时，应充分考虑技术因素所占的比重。
4．选择微机型继电保护装置时，在公司及所在电网的运行业绩应作为重要的技术指标予以考虑。
5．同一厂站内同类型微机型继电保护装置宜选用同一型号，以利于运行人员操作、维护校验和备品备件的管理。
6．要充分考虑制造厂商的技术力量、质保体系和售后服务情况。
7．继电保护设备订货合同中的技术要求应明确微机型保护装置软件版本。
制造厂商提供的微机型保护装置软件版本及说明书，应与订货合同中的技术要求一致。
8．微机型继电保护装置的新产品，应按国家规定的要求和程序进行检测或鉴定，合格后方可推广使用。
检测报告应注明被检测微机型保护装置的软件版本、校验码和程序形成时间。
三、线路、变压器、电抗器、母线和母联保护的通用要求1．220kV及以上电压等级线路、变压器、高压并联电抗器、母线和母联（分段）及相关设备的保护装置的通用要求、保护配置及二次回路的通用要求、保护及辅助装置标号原则执行DL/T317标准。
水力发电厂继电保护设计导则
水力发电厂继电保护设计导则1.概述水力发电厂继电保护设计导则的目的是确保水力发电厂的继电保护系统能够准确、可靠地对电力系统中的故障进行检测、定位和隔离，确保水力发电厂的安全运行和电网的稳定性。
2.设计原则（1）可靠性：继电保护系统应具备高可靠性，能够在各种工况下正常工作，及时发现故障并采取正确的操作措施。
（2）可调节性：继电保护系统应具备可调节性，以便根据电力系统的变化和发电厂的运行模式进行调整，以确保系统的灵活性和适应性。
（3）互斥性：不同保护装置之间应设置适当的互斥逻辑，防止误动作或多重动作导致的系统停电。
（4）灵敏度：继电保护系统应具备足够的灵敏度，能够快速检测到电力系统中的故障，并及时做出反应，以减轻故障对电力系统的影响。
（5）可操作性：继电保护系统应具备良好的可操作性，保护设置参数的调整、保护功能的测试和维护应简便、方便。
（6）完整性：继电保护系统应覆盖水力发电厂的各个关键部位，能够对主变压器、发电机、输电线路等进行全面有效的保护。
3.继电保护装置的选型与设置（1）根据水力发电厂的具体情况和电力系统的特点，选择适合的继电保护装置，并对其进行合理设置。
常见的继电保护装置包括过电流保护装置、距离保护装置、差动保护装置、零序保护装置等。
（2）设置合适的保护区域和保护范围，确保继电保护系统能够覆盖到位于水力发电厂内以及连接到电网的各个主要设备和线路。
（3）对继电保护装置的参数进行合理调整，确保其满足不同工作条件下的保护要求。
4.继电保护系统的测试与维护（1）定期对继电保护系统进行测试和校准，确保其性能符合设计要求，避免误动作和漏动作的发生。
（2）建立完善的继电保护系统巡检制度，定期对各个保护装置进行巡检和维护，清除污秽、检查电缆连接等，确保装置的正常运行。
（3）建立故障记录和维护记录，对继电保护系统的运行情况进行记录和分析，及时发现问题并采取相应的措施。
5.继电保护系统的接地与安全（1）保证各个继电保护装置的可靠接地，减少因接地不良导致的故障和误动作。
南方电网继电保护配置技术规范1
DL/T 478-2010
继电保护和安全自动装置通用技术条件
DL/T 769-2001
电力系统微机继电保护技术导则
DL/T 5136-2001
火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程
DL/T 5218-2005
220kV～500kV变电所设计技术规程
过电压保护与远方跳闸就地判别装置集成在一套装置中。
短引线保护
间隔设有出线或进线隔离开关时，应按双重化配置两套短引线保护。
设置比
T区保护
间隔保护使用串外电流互感器时，应按双重化配置两套T区保护。
设置三端
断路器保护
每台断路器
断路器保护含断路器失灵保护、死区保护、三相不一致保护、
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基本原则
应遵循相互独立的原则，按双重化配置主后一体化的变压器电量保护
13
继电保护的配置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。并应综合考虑以下几方面：电网的结构特点和运行要求；故障几率和可能造成的后果；国内外运行经验；对电网发展的适应性；技术经济合理性。
220kV及以上系统双重化配置的线路、变压器和母线保护
新建、改造厂站的保护装置与继电保护信息系统子站及站内自动化系统的接口宜采用符合
220kV断路器的失灵电流判别及三相不一致须由独立的断路器辅助保护完成时，配置一套220kV断路器辅助保护
主保护配置
配置
配置
后备
过流
零序过流
相间与接地阻抗保护。
110
基本原则
220kV母线应按双重化原则配置两套母线
应配置220kV母联（分段）保护，可集成于母线保护或独立配置。
220kV
35kV及以下电网继电保护配置与整定计算原则
（3）对于环状网络中的线路，流过保护的最大运行方式应 在开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻 下一级线路上。而最小短路电流，应选择闭环运行方式。 同时，在合理地停用该保护后面的机组、变压器和线路。
A
电源
S 1
d-1 1
S 2
电源S2
2
3
3
B
开环点
d-2
4
4
C
S
3
电源S3
E
D 用户1
（四）选取流过保护的最大负荷电流的方法：
按负荷电流整定的保护，需考虑各种运行 方式变化时出现的最大负荷电流，一般应考虑 到一下运行变化： （1）备用电源自投引起的增加负荷； （2）并联运行线路的减少，负荷的转移； （3）环状网路的开环运行，负荷转移； （4）对于两侧电源的线路，当一侧电源突然切除 发电机，引起另一侧增加负荷；
（2）多段保护的整定应按保护段分段进行，第一段保 护通常按保护范围不伸出被保护对象的全部范围整定。其 余各段均应按上、下级保护的对应段进行配合整定，所谓 对应段实质上一级保护的二段与下一级保护的一段相对应。 同理类推其它段保护，当这样整定的结果不能满足灵敏度 的要求时，可不按对应段整定配合，即上一级保护的二段 与下一级保护的二段配合，或三段配合，同理，其余各段 保护也按此方法进行，直至各段保护均整定完毕。
核和调整保护定值，确保保护正确动作。
3、整定计算准备工作和步骤
1、确定要整定的元件，收集整定计算所需资料（包括图纸、保护装 置说明书、定值清单、设备参数等等）；
2、在原有的意义系统图上增加绘制新的设备一次接线； 3、根据设备参数绘制正序阻抗图； 4、选择最大方式、最小方式下的电网情况，并综合考虑设备运行极
电力系统继电保护-线路及变压器保护配置-配置-1页-佚名16
一、输电线路继电保护配置1、220KV线路通常配置：两套纵联保护和快速距离Ⅰ段作为主保护，三段式相间和接地距离、四段式零序方向电流保护作为后备保护，并配有综合重合闸装置。
一般采用近后备方式。
2、110kV线路保护配置：三段式相间距离保护，三段式接地距离保护和四段式零序方向电流保护；三相一次重合闸。
3、10kV线路保护配置：二段（三段）式相间（方向）电流保护；三相一次重合闸。
应采用远后备保护方式。
二、变压器保护配置气体保护（容量为户内400kV A及以上，户外800 kV A及以上变压器），电流速断保护（容量小于1500kV A的变压器）纵差动保护（容量为1500kV A及以上的变压器或装设电流速断保护灵敏度不能满足要求的变压器），相间后备保护（过流、复压启动过流、负序电流、阻抗），接地后备保护（零序电流、零序电压、间隙零序电流），过负荷保护，温度保护、压力释放保护。
三、母线保护配置1、母线保护配置原则：1）在110KV及以上的双母线和单母线分段情况下，为保证有选择性地切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续进行，应装设专门的母线保护(母线差动保护)。
2）110KV及以上的单母线，重要发电厂的35KV母线或高压侧为110KV及以上的重要降压变电所的35KV母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护(母线差动保护)。
3）35KV及以下变电所母线一般利用供电元件自身的保护装置切除母线故障。
2、微机母线保护装置配置的保护：母线差动保护，母联充电保护，母联过流保护，母联失灵保护，母联死区保护，母联非全相以及断路器失灵保护。
3.各电压等级母线保护配置：500KV3/2接线方式的母线配置母线差动保护（3/2接线母线相当于单母线），断路器失灵保护置于断路器保护中。
220KV级以上各电压等级母线配置双套微机母线保护装置。
110KV母线配置一套微机母线保护装置。
35kV电网继电保护
电力变压器保护
变压器相间短路的后备保护
变压器相间短路的后备：
既是变压器主保护的后备又是相邻母线或线路的后备
保护。 保护形式：
过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起
动的过电流保护、负序电流保护和低阻抗保护等。
电力变压器保护
过电流保护：
电力变压器保护
低压启动的过电流保护：
电力变压器保护
变压器过负荷保护
电流Ⅲ段一般做后备保护。 Ⅲ段的后备作用：
1)近后备——同一地点电流Ｉ、Ⅱ段拒动的后备
2）远后备——下一个变电站的保护和断路器拒动的后备（防止短路 点不切除）
35kV电网线路保护
4、评价
简单可靠，灵敏性好。 故障靠电源越近，短路电流越大，过电流保护切除故障的时
间越长（不利），故不能作主保护。
5、原理接线 与限时电流速断保护类似，主要区别是：时间继电器的时间整定值 不同。
当变压器内部发生严重故障时，重瓦斯保护动作，瞬 时动作跳开变压器的各侧断路器。
电力变压器保护
瓦斯保护原理接线图
电力变压器保护
轻瓦斯动作值：采用气体容积大小表示；
整定范围通常为：250cm3～300cm3
重瓦斯动作值：采用油流速度大小表示； 整定范围通常为：0.6～1.5m／s。
电力变压器保护
瓦斯保护优缺点：
三段式相间电流保护配置示意图
35kV电网线路保护
阶段（三段）式电流保护的归总原理接线图
阶段式电流保护简单、可靠，在35KV及以下低压配电网络中得到广泛应用。 主要缺点：受电网接线及系统运行方式变化的影响较大。
35kV电网线路保护
阶段（三段）式电流保护的原理展开接线图
35kV电网线路保护
大型发电厂的继电保护配置
大型发电厂的继电保护配置大型发电厂的继电保护配置通常包括以下几个方面的保护：1. 电气保护：电流保护、电压保护、频率保护等电流保护通常分为过流保护和差动保护两种类型。
过流保护可以检测电路中的电流是否超出了额定值，如果超出了则会触发断路器或者隔离开关进行断开，以保护设备不受过载或短路的损害。
差动保护则是利用电流差异来检测设备是否出现故障，通常用于大型设备如变压器的保护。
电压保护通常包括欠压保护、过压保护和失压保护。
欠压保护可以检测是否出现了电网欠压情况，如果欠压过大，则会触发保护。
过压保护则可以检测电网电压是否超出了额定值，如果超出则会触发保护。
失压保护通常用于检测到电网失压的情况下，发电机的自供电能力能否保证。
频率保护则可以检测电力系统的频率是否出现异常，如果频率过高或过低，则会触发保护。
这是因为频率的变化会影响设备的运行稳定性和电能质量，影响电网的稳定运行，所以需要及时进行保护。
2. 稳定控制保护：机械功率保护、安全速度保护等机械功率保护通常用于保护发电机，以防止发电机进入劣质供电状态。
安全速度保护则用于保护发电机和涡轮机等转子设备，以防止超速运行和损坏设备。
3. 过电压/过流保护：过电压保护、过流保护、防爆盘保护等过电压保护可以防范接地故障、线路短路和开路等引起的过电压，保护设备不受电压过高的损害。
过流保护可以防范短路、过载等情况出现时电路电流过大，引起设备损坏。
防爆盘保护则主要针对自愈合故障。
当故障自行消失后，为避免故障再次出现，需要设置防爆盘保护。
防爆盘保护的原理是：当自愈合故障后再次闭合时，由于破坏的电器要素已不存在，电路中电感电能被瞬间释放，若不通过防爆盘容器来消散，将会使接点大幅弹开，产生强烈的电弧，导致设备跳闸、烧毁。
4. 接地故障保护：接地保护、内部接地保护等接地故障会导致电网发生短路，产生大量电流，引起设备烧毁甚至爆炸。
因此，需要对接地故障进行保护。
接地保护可以检测到发电机中性点接地情况，内部接地保护则可以检测到设备内部电路接地情况，防止故障扩散，以保护设备安全。
继电保护配置原则
继电保护配置●一般规定●电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行保护装置。
电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可再增设辅助保护。
●主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
●后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。
后备保护可分为远后备和近后备两种方式。
⏹远后备是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备。
⏹近后备是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护；是当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。
●辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。
●异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。
◆继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
◆电力设备或电力网的保护装置，除预先规定的以外，都不允许因系统振荡引起误动作。
◆保护用电流互感器(包括中间电流互感器)的稳态比误差不应大于10%，必要时还应考虑暂态误差。
对35kV及以下电力网，当技术上难以满足要求，且不致使保护不正确动作时，才允许较大的误差。
●原则上，保护装置与测量仪表不共用电流互感器的二次绕组。
当必须共用一组二次绕组时，仪表回路应通过中间电流互感器或试验部件连接。
当采用中间电流互感器时，其二次开路情况下，保护用电流互感器的稳态比误差仍应不大于10%。
◆在电力系统正常运行情况下，当电压互感器二次回路断线或其他故障能使保护误动作时，应装设断线闭锁或采取其他措施，将保护装置解除工作并发出信号。
当保护不致误动作时，应设有电压回路断线信号。
◆为了分析和统计继电保护的工作情况，保护装置设置指示信号，并应符合下列要求：●在直流电压消失时不自动复归，或在直流电源恢复时，仍能重现原来的动作状态。
●能分别显示各保护装置的动作情况。
●在由若干部分组成的保护装置中，能分别显示各部分及各段的动作情况。
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110KV中性点直接接 地电网线路的保护
对110KV线路的下列故障，应装设相应的保护装置： 一、单相接地短路；
二、相间短路。
110KV线路后备保护配置宜采用远后备方式。
对110kV线路相间短路，应装设的保护：
一、单侧电源线路，应装设三相多段式电 流或电流电压保护； 二、双侧电源线路，可装设阶段式距离保 护装置。目前全部为三段式 当系统稳定有要求时，某些双电源线路应装 设全线速动的主保护。
合理分配电流互感器绕组
发电厂继电保护配置
在《电力系统继电保护与安全自动装置技术 规程》中关于系统继保配置的两条基本要求： a、任何电力设备和线路不得在任何时候处于无保 护状态下运行； b、任何电力设备和线路必须在任何时候由两套 完全独立的继保装置分别控制两组完全独立的断 路器来实现保护。
实现备用
发电厂继电保护配置
线路继电保护配置 220KV及以上线路：采用近后备方式
1）、主保护双重化：
配置两套不同原理的纵联保护
2）、后备保护双重化
完整的三段相间和接地距离保护 、四段零 序方向过流保护 。 220kV线路保护还要配置三相不一致保护
线路继电保护配置
随着新上线路，推广采用双套光纤差动
1）高频保护缺陷多，工作量大，经常要做通道 测试 2）现在电网密集，同杆并架双（四）回线较多， 传统的高频选相有问题。
汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电 机逆功率等
其它情况
变压器继电保护配置 变压器常见故障类型
油箱内：绕组的相间短路、匝间短路 中性点直接接地系统侧的接地短路 油箱外：套管及引出线的相间短路、接地短路
变压器继电保护配置 变压器的不正常运行状态
1、外部相间短路引起的过电流
2、外部接地短路引起的过电流；（接地B）
继电保护系统的配置
外部及二次回路干扰与保护 装置的耐受水平
对继电保护配置的基本要求
1）要根据保护对象的故障特征来配置。
电流、电压、功率、序相量、阻抗、频率等，从而 构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差 动保护等。
2）根据保护对象的电压等级和重要性。
3）在满足安全可靠性的前提下要尽量简化二次回路。 4）要注意相邻设备保护装置的死区问题
第一段为不带时限的电流速断保护； 第二段为带时限的过电流保护。 二、对双侧电源线路，可装设带方向或不带方向的 电流电压保护 。
当采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性和 速动性要求时，可采用距离保护装置。
中性点非直接接地电网
单相接地：
一、在发电厂和变电所母线上，应装设接地监 视装置，动作于信号。 二、线路上宜装设有选择性的接地保护，并动 作于信号。当危及人身和设备安全时，保护装置应 动作于跳闸。 三、在出线回路数不多，或难以装设选择性单 相接地保护时，可采用依次断开线路的方法，寻找 故障线路。
电厂值长班
本次授课主要内容:
继电保护配置
发电厂继电保护配置
对电网继电保护的基本要求 选择性
在已配置的保护装置的基础上， 进行合理的动作值整定 跳闸愈快，制动面积愈小，稳 定裕度愈大，但需可靠动作 计及较轻但不易与正常情况 相区别的故障 保证不误动作和不拒动
快Hale Waihona Puke 性灵敏性可靠性发电厂继电保护配置
对电网继电保护的基本要求 保护装置本身的可靠性 可 靠 性 保护装置的试验和检验
110KV及以下 主保护+后备保护 220KV及以上 双主+双后+失灵 500KV：双套母差 220KV及以下的重要母线：一套母差 220KV及以上
双主+双后+非电量 100MW及以上 2*（差动+后备）+非电量
线路继电保护配置 35KV及以下线路：主要考虑相间短路
一、对单侧电源线路可装设两段电流（电压）保护：
7、大机组都应装设断路器失灵保护。
母线继电保护配置
利用供电元件的保护装置就可以把母线故障切除
装设专门的母线保护装置
低压母线
超高压电网
双母线同时运行或单母线分段
母线保护的基本要求
一、双母线的母线保护宜先跳开母联断路器； 二、应增设简单可靠的闭锁装置或采用两个以上 元件同时动作为判别条件； 三、应采取措施，减少外部短路产生的不平衡电 流的影响，并装设电流断线闭锁装置； 四、在一组母线或某一段母线充电合闸时，应能 快速而有选择地断开有故障的母线；
110KV及以下------远后备原则
QF1
QF2
充分实现“完全独立”
发电厂继电保护配置
220KV及以上------近后备原则（双重化配置）
CT1 CT2
电源1 两组 跳闸 线圈 保护1 CVT
保护2 通道1 电源2 通道2
未完全独立， 怎么办？
加失灵
电网继电保护的基本配置情况：
线路
母线 变压器 发电机
(A)
(B)
(C)
(D)
发变组继电保护配置
未采用双重化配置时的后备保护配置图
采用双重化配置时的后备保护配置图
发变组继电保护配置
要考虑的几个问题： 1、发电机引出线采用分相封闭母线后也可能发生 故障。 2、快速主保护双重化。 3、异常运行故障保护，也需要双重化配置。 4、发变组的后备保护主要是作为区外故障的后备。 5、一般高压厂变需单独装设差动。 6、大型汽轮发电机要考虑定子绕组的匝间短路 。
3、外部接地短路引起的过电压；（不接地B）
4、负荷超过额定容量引起的过负荷； 5、漏油等引起的油面降低； 6、过电压或低频率等引起的过励磁故障。（ 500KV）
变压器继电保护配置
1、瓦斯保护 2、电流速断保护或纵差动保护 3、相间短路后备保护
4、接地后备保护
5、过负荷保护
6、过励磁保护
发变组继电保护配置
对接地短路，应装设相应的保护装置： 一、宜装设带方向或不带方向的阶段式零序 电流保护； 二、对某些线路，当零序电流保护不能满足 要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或 二段零序电流保护作后备保护。
110kV线路零序电流保护 目前一般装置为四段式，但只用其三段：
1、I01作为速动段，一般应投入（极短线路除外）； 2、I02作为灵敏段，能有选择性切除本线路范围 的接地故障，动作时限满足配合条件下尽量缩短； 3、最末一段作为本线路经高阻接地故障和末端变 压器内部故障的后备，应小于300A。
我省220kV及以上线路基本采用单相重合闸
110kV线路采用三相重合闸方式
线路继电保护配置
220KV线路的典型组屏：
两面屏(柜)方案如下:
a)线路保护1屏(柜):线路保护、重合闸1+分相操作 箱1或断路器操作继电器接口1+电压切换箱1+(过电 压及远方跳闸保护1); b) 线路保护2屏(柜):线路保护、重合闸 2+ (分相 操作箱2或断路器操作继电器接口2)+电压切换箱2 十(过电压及远方跳闸保护2) 注:括号内的装置可根据电网具体情况选配。
定子绕组相间短路 定子绕组匝间短路 定子绕组单相接地 转子绕组一点接地或 两点接地 转子励磁回路励磁电 流消失
纵联差动保护 横联差动保护 纵向零序电压保护 零序电流保护 零序电压保护 100%的定子接地保护 转子一点接地保护 转子两点接地保护 失磁保护
发电机继电保护配置
三面屏(柜)方案如下: a) 线路保护1屏(柜):线路保护、重合闸1+电压 切换箱1+(过电压及远方跳闸保护1); b)线路保护2屏(柜):线路保护、重合闸2+电压切 换箱2+(过电压及远方跳闸保护2): c)线路辅助屏(柜):分相操作箱或断路器操作继 电器接口。
发电机继电保护配置
发电机的主要故障
3）终端变时，可不考虑特重，减少工作量。
4）测距准确（经高阻接地）
自动重合闸的设置
凡是选用简单的三相重合闸方式能满足具体系统实际需 要的线路都能当选用三相重合闸方式。当发生单相接地故 障时，如果使用三相重合闸不能保证系统稳定，或者地区 系统会出现大面积停电，或者影响重要负荷停电的线路上， 应当选用单相或综合重合闸方式。 在大机组出口一般不使用三相重合闸。
在专用的母联或母分断路器上，可装设相电流或零 序电流保护，作母线充电合闸时的保护。
母线继电保护配置
母线保护的基本配置为：
（1） 母线差动保护 （2） 母联充电保护 （3） 母联过流保护 （4） 母联失灵与母联死区保护 （5） 断路器失灵保护 我省母联充电保护和母联过流解列保护是单独配置的， 充电保护是相电流保护，母联过流解列保护要相电流和零 序过流保护。
发电机的不正常运行状态
外部短路引起的定子绕组过电流 三相对称过负荷
电压闭锁电流保护 对称过负荷保护
外部不对称短路或不对称负荷而引起 的发电机负序过电流和过负荷
负序过电流保护
过电压保护 转子过负荷保护 逆功率保护 失步保护、低频保护等
突然甩负荷而引起的定子绕组过电压 转子绕组过负荷