发电机横差保护

1、7.3 发电机的匝间短路保护 在容量较大的发电机中，每相绕组有两个并联 支路，每个支路的匝间或支路之间的短路称为 匝间短路故障。由于纵差保护不能反映同一相 的匝间短路，当出现同一相匝间短路后，如不 及时处理，有可能发展成相间故障，造成发电 机严重损坏，因此，在发电机上应该装设定子 绕组的匝间短路保护 。 1、横联差动保护 1 2 跳 断 路 器信 号 跳 灭 磁 开 关 切换片正常运行时投12位置,保护不带延时。 转子一点接地时，投13位置，保护带延时， 为转子两点接地故障做好准备。 保护装设了3次谐波 滤过器，降低保护动作 电流，提高灵敏度。 正常运行或外部短路时，每一分支绕组供 出该相电流

2、的一半，流过中性点连线的电流只 是不平衡电流，故保护不动作。 发生定子绕组匝间短路，故障相绕组的两个 分支的电势不相等，因而在定子绕组中出现环 流，该电流大于保护的动作电流，则保护动作， 跳开发电机断路器及灭磁开关。 1 2 跳 断 路 器信 号 跳 灭 磁 开 关 保护动作值： 动作电流： GNop II) 3 . 02 . 0( 电流互感器变比：5/25. 0 GNTA In 缺点 单相分支匝间短路的较小时， 即短接的匝数较少时，存在动作 死区。 同相两分支间匝间短路，当短路 点位置差别较小时，也存在死区。 2、反应零序电压的匝间短路保护 3 次 谐 波 滤 过 器 跳 闸 原理：当发电机

3、定子绕组发生匝间短路 时，机端三相电压对发电机中性点不对 称，出现零序电压。 3 次 谐 波 滤 过 器 跳 闸 零序电压继电器的动作电压按躲过正常 运行时的不平衡电压整定。 要求：为防止TV回路断线时造成保护误 动作，需要装设电压回路断线闭锁装置。 反应零序电压的匝间短路保护，还能反应定子绕 组开焊故障。该保护原理简单，灵敏度较高，适 于中性点只有3个引出端的发电机匝间短路保护。 3、反应转子回路2次谐波电流的匝间短路保护 原理：匝间短路在转子绕组出现2次谐波电 流 ，利用此特点构成保护。 负 序 电 流 滤 过 器 2 次 谐 波 滤 过 器 负 序 电 压 滤 过 器 2 次 谐 波 电

4、 流 继 电 器 负 序 功 率 方 向 继 电 器 执 行 元 件 出 口 负 序 电 流 滤 过 器 2 次 谐 波 滤 过 器 负 序 电 压 滤 过 器 2 次 谐 波 电 流 继 电 器 负 序 功 率 方 向 继 电 器 执 行 元 件 出 口 正常运行、三相对称短路及系统 振荡时，发电机定子绕组三相电流 对称，保护不会动作。 发电机不对称运行 或不对称短路时 转子回路中将出现2次谐波电流。 为了避免保护的误动， 采用负序功率方向继电器闭锁的措施。 原因：匝间短路时的负序功率方向 与不对称运行时或发生不对称短 路时的负序功率方向相反。 4、发电机定子绕组单相接地保护 定子绕组单相接

5、地的危害 接地电流会产生电弧， 烧伤铁芯，使定子绕 组铁芯叠片烧结在一起， 造成检修困难。 接地电流会破坏 绕组绝缘，扩大 事故，若一点接 地未及时发现， 很有可能发展成 绕组的匝间或相 间短路故障，严 重损伤发电机。 接地电流允许值： 发电机额定电 压（KV) 发电机额定容 量（MW) 接地电流允许 值（A) 6.3小于等于504 10.5501003 13.815.751252002 18203001 对大中型发电机定子绕组单相接地保护 的基本要求： 绕组有100%的 保护范围。 在绕组匝内发生经 过渡电阻接地故障时， 保护应有足够灵敏度。 EC EA EB Uk0 EA 1、反应基波零序

6、电压的接地保护 每相对地电压为： AAG EU )1 ( ABBG EEU ACCG EEU 故障点零序电压： ACGBGAGak EUUUU )( 3 1 0 结论：故障点零序电压与成正比， 故障点离中性点越远，零序电压越高。 在机端接地时： Ak EU 0 在中性点处接地时： 0 0 k U EC EA EB Uk0 EA 保护构成： 1）反映零序电压保护原理接线 缺点：保护在离中性点附近接地存在动作 死区。 3次谐波 滤过器 信号 提高 保护 灵敏 度措 施： 加装3次谐波滤过器。 高压侧中性点直接接地 电网中，利用保护延时躲 过高压侧接地故障。 高压侧中性点非直接接地 电网中，利用高压

7、侧接地 出现的零序电压闭锁或者 制动发电机接地保护。 注意：在中性点附近接地仍有5%的死区。 2、反应基波零序电压和3次谐波电压 构成的发电机定子100%接地保护 在发电机相电势中，除基波之外，还含有一 定分量的谐波，其中主要是3次谐波，3次谐 波值一般不超过基波10%。 1）正常运行时定子绕组中3次谐波电压分布 机端3次谐波电压： )(2 33 SG G s CC C EU 中性点谐波电压： )(2 2 33. SG SG N CC CC EU 比值： 1 2 3 . 3 . SG G N s CC C U U 结论：正常运行时，机端3次谐波电压总 是小于中性点3次谐波电压。 2）定子绕组单相接地时3次谐波电压的分布 （） （） 33 .33 . )1 (,EUEU sN 有 其比值为： 1 3 . 3 . N s U U 3 .3 . %,50 Ns UU 3 .3 . %,50 Ns UU 结论 零序电压随变化特性： （ 中 性 点 ）（ 机 端 ） 结 论 正常情况：机端3次谐波 小于中性点处3次谐波电压； 当离中性点处不足5