发电机定子匝间故障

发电机定子匝间故障浮动门槛和电流比率制动相结合的纵向零序电压匝间保护、高灵敏横差保护新原理现有纵向零序电压匝间保护方案1、负序方向闭锁的纵向零序电压匝间保护－负序方向元件在外部三相短路暂态过程中和频率偏离额定值时可能会误动；－当采用负序功率方向作为动作元件时，灵敏度不高；2、负序方向闭锁的二次谐波式匝间短路保护－对于发电机组，外部不对称故障，也会产生二次谐波电流，需负序方向闭锁，因此也存在上述缺点；3、三次谐波分量闭锁纵向零序电压匝间保护－动模和实际机组故障未证实区外故障时纵向零序电压中三次谐波分量会增大发电机定子匝间故障

1.单元件式横差保护零序电压匝间保护用电压互感器n并联分支发电机零序等效电路

发电机定子匝间故障发电机定子匝间故障2.纵向零序电压原理构成的保护方案。在发电机的出口装设一个专用全绝绝缘电压互感器，其一次绕组中性点直接与发电机中性点相连而不接地。所以，该电压互感器二次绕组不能用来测量相对地电压。只有当发电机内部发生匝间短路或者对中性点不对称的各种相间短路时，破坏了三相对中性点的对称，产生了对中性点的零序电压，即纵向零序电压，在它的开口三角绕组才有输出电压，即3U0≠0，使零序电压匝间短路保护正确动作。为防止低定值零序电压匝间短路保护在外部短路时误动作，还采用一些制动或闭锁量，因为三次谐波不平衡电压随外部短路电流增大而增大，为提高匝间短路保护动作灵敏度，这个措施是必要的零序电压匝间保护的功能特点高定值段匝间保护－按躲过各种情况下最大不平衡零序电压整定；灵敏段匝间保护：电流比率制动原理

－综合电流：采用电流增加量和负序电流加权值正常运行发电机纵向零序电压波形零序电压匝间保护的功能特点零序电压匝间保护的功能特点电厂主变高压侧C0故障纵向零序电压波形，零序电压基波分量比故障前增大，电流、负序电流增加较大,电流比率制动原理的匝间保护没有误动发电机区内A3-A4匝间故障纵向零序电压波形，零序电压增加,而相电流变化不大,保护灵敏动作。零序电压匝间保护的功能特点浮动门槛技术－对其他工况下（不同负载、电压升高、失磁故障等），零序电压不平衡值的增大，采用浮动门槛躲过不平衡电压。－频率跟踪与数字滤波器结合，频率偏移时，三次谐波滤过比仍大于100由于采取了以上措施，纵向零序电压匝间保护只需按躲过正常运行时不平衡基波电压整定，区内故障灵敏动作，区外故障可靠制动零序电压匝间保护的功能特点横差保护原理1如下图所示，假定一个分支的a部分被短路，为了分析简单认为a部分发生匝间故障并为改变发电机的等效电抗，也没有使三相电势互差120度的相位关系发生明显改变仅仅影响故障相故障分支电势，即Ea=1-a,Eo=(Ea+Eb＋Ec)/3=a/3非故障相三相电势完全对称即零序电势为零，零序电势与零序电抗比值即为横差电流。2只要同一组分支A、B、C三相电阻、电抗以及空间结构完全对称，奇数分支数的定子绕组也可配单元件横差。3相间故障（非机端侧），匝间故障都可产生横差电流。短路空间位置对横差电流影响较大，同相不同分支横差短路电流，比同相同分支的大。

发电机横差保护分析图

高灵敏横差保护的功能特点横差不平衡电流水轮机影响因素：定子转子磁极表面的不平整，使定子绕组产生齿谐波电动势，定子电流含有高次谐波成分。水轮机转子磁路在直轴、交轴方向存在明显不同，加之制造安装造成气隙不均，必然造成绕组感应电动势定子电流波形偏离正弦波。运行中因大轴摆动、机组振动、转子径向膨胀，均将加速气隙不均。针对该因素，消除谐波影响，水轮机横差定值整定是不要整定过于灵敏高灵敏横差保护的功能特点高定值段横差保护：相当于一般的单元件横差保护，按躲过最大不平衡电流整定灵敏段横差保护：取最大相电流增加值作制动发电机变压器区外AB两相故障横差电流波形，横差电流增加，由于相电流也增加,因此能可靠制动。高灵敏横差保护的功能特点发电机区内B1-B3匝间故障横差电流波形，横差电流增加,而相电流变化不大,横差保护灵敏动作。高灵敏横差保护的功能特点高灵敏横差保护的功能特点浮动门槛技术－对其他工况下（不同负载、电压升高、失磁故障等），横差电流不平衡电流的增大，采用浮动门槛躲过不