發(fā)電機定子匝間故障

發(fā)電機定子匝間故障浮動門檻和電流比率制動相結合的縱向零序電壓匝間保護、高靈敏橫差保護新原理現(xiàn)有縱向零序電壓匝間保護方案1、負序方向閉鎖的縱向零序電壓匝間保護－負序方向元件在外部三相短路暫態(tài)過程中和頻率偏離額定值時可能會誤動；－當采用負序功率方向作為動作元件時，靈敏度不高；2、負序方向閉鎖的二次諧波式匝間短路保護－對于發(fā)電機組，外部不對稱故障，也會產生二次諧波電流，需負序方向閉鎖，因此也存在上述缺點；3、三次諧波分量閉鎖縱向零序電壓匝間保護－動模和實際機組故障未證實區(qū)外故障時縱向零序電壓中三次諧波分量會增大發(fā)電機定子匝間故障

1.單元件式橫差保護零序電壓匝間保護用電壓互感器n并聯(lián)分支發(fā)電機零序等效電路

發(fā)電機定子匝間故障發(fā)電機定子匝間故障2.縱向零序電壓原理構成的保護方案。在發(fā)電機的出口裝設一個專用全絕絕緣電壓互感器，其一次繞組中性點直接與發(fā)電機中性點相連而不接地。所以，該電壓互感器二次繞組不能用來測量相對地電壓。只有當發(fā)電機內部發(fā)生匝間短路或者對中性點不對稱的各種相間短路時，破壞了三相對中性點的對稱，產生了對中性點的零序電壓，即縱向零序電壓，在它的開口三角繞組才有輸出電壓，即3U0≠0，使零序電壓匝間短路保護正確動作。為防止低定值零序電壓匝間短路保護在外部短路時誤動作，還采用一些制動或閉鎖量，因為三次諧波不平衡電壓隨外部短路電流增大而增大，為提高匝間短路保護動作靈敏度，這個措施是必要的零序電壓匝間保護的功能特點高定值段匝間保護－按躲過各種情況下最大不平衡零序電壓整定；靈敏段匝間保護：電流比率制動原理

－綜合電流：采用電流增加量和負序電流加權值正常運行發(fā)電機縱向零序電壓波形零序電壓匝間保護的功能特點零序電壓匝間保護的功能特點電廠主變高壓側C0故障縱向零序電壓波形，零序電壓基波分量比故障前增大，電流、負序電流增加較大,電流比率制動原理的匝間保護沒有誤動發(fā)電機區(qū)內A3-A4匝間故障縱向零序電壓波形，零序電壓增加,而相電流變化不大,保護靈敏動作。零序電壓匝間保護的功能特點浮動門檻技術－對其他工況下（不同負載、電壓升高、失磁故障等），零序電壓不平衡值的增大，采用浮動門檻躲過不平衡電壓。－頻率跟蹤與數(shù)字濾波器結合，頻率偏移時，三次諧波濾過比仍大于100由于采取了以上措施，縱向零序電壓匝間保護只需按躲過正常運行時不平衡基波電壓整定，區(qū)內故障靈敏動作，區(qū)外故障可靠制動零序電壓匝間保護的功能特點橫差保護原理1如下圖所示，假定一個分支的a部分被短路，為了分析簡單認為a部分發(fā)生匝間故障并為改變發(fā)電機的等效電抗，也沒有使三相電勢互差120度的相位關系發(fā)生明顯改變僅僅影響故障相故障分支電勢，即Ea=1-a,Eo=(Ea+Eb＋Ec)/3=a/3非故障相三相電勢完全對稱即零序電勢為零，零序電勢與零序電抗比值即為橫差電流。2只要同一組分支A、B、C三相電阻、電抗以及空間結構完全對稱，奇數(shù)分支數(shù)的定子繞組也可配單元件橫差。3相間故障（非機端側），匝間故障都可產生橫差電流。短路空間位置對橫差電流影響較大，同相不同分支橫差短路電流，比同相同分支的大。

發(fā)電機橫差保護分析圖

高靈敏橫差保護的功能特點橫差不平衡電流水輪機影響因素：定子轉子磁極表面的不平整，使定子繞組產生齒諧波電動勢，定子電流含有高次諧波成分。水輪機轉子磁路在直軸、交軸方向存在明顯不同，加之制造安裝造成氣隙不均，必然造成繞組感應電動勢定子電流波形偏離正弦波。運行中因大軸擺動、機組振動、轉子徑向膨脹，均將加速氣隙不均。針對該因素，消除諧波影響，水輪機橫差定值整定是不要整定過于靈敏高靈敏橫差保護的功能特點高定值段橫差保護：相當于一般的單元件橫差保護，按躲過最大不平衡電流整定靈敏段橫差保護：取最大相電流增加值作制動發(fā)電機變壓器區(qū)外AB兩相故障橫差電流波形，橫差電流增加，由于相電流也增加,因此能可靠制動。高靈敏橫差保護的功能特點發(fā)電機區(qū)內B1-B3匝間故障橫差電流波形，橫差電流增加,而相電流變化不大,橫差保護靈敏動作。高靈敏橫差保護的功能特點高靈敏橫差保護的功能特點浮動門檻技術－對其他工況下（不同負載、電壓升高、失磁故障等），橫差電流不平衡電流的增大，采用浮動門檻躲過不