發(fā)電機(jī)定子匝間故障

發(fā)電機(jī)定子匝間故障浮動(dòng)門檻和電流比率制動(dòng)相結(jié)合的縱向零序電壓匝間保護(hù)、高靈敏橫差保護(hù)新原理現(xiàn)有縱向零序電壓匝間保護(hù)方案1、負(fù)序方向閉鎖的縱向零序電壓匝間保護(hù)－負(fù)序方向元件在外部三相短路暫態(tài)過(guò)程中和頻率偏離額定值時(shí)可能會(huì)誤動(dòng)；－當(dāng)采用負(fù)序功率方向作為動(dòng)作元件時(shí)，靈敏度不高；2、負(fù)序方向閉鎖的二次諧波式匝間短路保護(hù)－對(duì)于發(fā)電機(jī)組，外部不對(duì)稱故障，也會(huì)產(chǎn)生二次諧波電流，需負(fù)序方向閉鎖，因此也存在上述缺點(diǎn)；3、三次諧波分量閉鎖縱向零序電壓匝間保護(hù)－動(dòng)模和實(shí)際機(jī)組故障未證實(shí)區(qū)外故障時(shí)縱向零序電壓中三次諧波分量會(huì)增大發(fā)電機(jī)定子匝間故障

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

發(fā)電機(jī)定子匝間故障發(fā)電機(jī)定子匝間故障2.縱向零序電壓原理構(gòu)成的保護(hù)方案。在發(fā)電機(jī)的出口裝設(shè)一個(gè)專用全絕絕緣電壓互感器，其一次繞組中性點(diǎn)直接與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)相連而不接地。所以，該電壓互感器二次繞組不能用來(lái)測(cè)量相對(duì)地電壓。只有當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生匝間短路或者對(duì)中性點(diǎn)不對(duì)稱的各種相間短路時(shí)，破壞了三相對(duì)中性點(diǎn)的對(duì)稱，產(chǎn)生了對(duì)中性點(diǎn)的零序電壓，即縱向零序電壓，在它的開(kāi)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(hù)正確動(dòng)作。為防止低定值零序電壓匝間短路保護(hù)在外部短路時(shí)誤動(dòng)作，還采用一些制動(dòng)或閉鎖量，因?yàn)槿沃C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(hù)動(dòng)作靈敏度，這個(gè)措施是必要的零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)高定值段匝間保護(hù)－按躲過(guò)各種情況下最大不平衡零序電壓整定；靈敏段匝間保護(hù)：電流比率制動(dòng)原理

－綜合電流：采用電流增加量和負(fù)序電流加權(quán)值正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)縱向零序電壓波形零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)電廠主變高壓側(cè)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(fù)序電流增加較大,電流比率制動(dòng)原理的匝間保護(hù)沒(méi)有誤動(dòng)發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)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(hù)靈敏動(dòng)作。零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)浮動(dòng)門檻技術(shù)－對(duì)其他工況下（不同負(fù)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(dòng)門檻躲過(guò)不平衡電壓。－頻率跟蹤與數(shù)字濾波器結(jié)合，頻率偏移時(shí)，三次諧波濾過(guò)比仍大于100由于采取了以上措施，縱向零序電壓匝間保護(hù)只需按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)不平衡基波電壓整定，區(qū)內(nèi)故障靈敏動(dòng)作，區(qū)外故障可靠制動(dòng)零序電壓匝間保護(hù)的功能特點(diǎn)橫差保護(hù)原理1如下圖所示，假定一個(gè)分支的a部分被短路，為了分析簡(jiǎn)單認(rèn)為a部分發(fā)生匝間故障并為改變發(fā)電機(jī)的等效電抗，也沒(méi)有使三相電勢(shì)互差120度的相位關(guān)系發(fā)生明顯改變僅僅影響故障相故障分支電勢(shì)，即Ea=1-a,Eo=(Ea+Eb＋Ec)/3=a/3非故障相三相電勢(shì)完全對(duì)稱即零序電勢(shì)為零，零序電勢(shì)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(jié)構(gòu)完全對(duì)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(jī)端側(cè)），匝間故障都可產(chǎn)生橫差電流。短路空間位置對(duì)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(jī)橫差保護(hù)分析圖

高靈敏橫差保護(hù)的功能特點(diǎn)橫差不平衡電流水輪機(jī)影響因素：定子轉(zhuǎn)子磁極表面的不平整，使定子繞組產(chǎn)生齒諧波電動(dòng)勢(shì)，定子電流含有高次諧波成分。水輪機(jī)轉(zhuǎn)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)定子電流波形偏離正弦波。運(yùn)行中因大軸擺動(dòng)、機(jī)組振動(dòng)、轉(zhuǎn)子徑向膨脹，均將加速氣隙不均。針對(duì)該因素，消除諧波影響，水輪機(jī)橫差定值整定是不要整定過(guò)于靈敏高靈敏橫差保護(hù)的功能特點(diǎn)高定值段橫差保護(hù)：相當(dāng)于一般的單元件橫差保護(hù)，按躲過(guò)最大不平衡電流整定靈敏段橫差保護(hù)：取最大相電流增加值作制動(dòng)發(fā)電機(jī)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(dòng)。高靈敏橫差保護(hù)的功能特點(diǎn)發(fā)電機(jī)區(qū)內(nèi)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(hù)靈敏動(dòng)作。高靈敏橫差保護(hù)的功能特點(diǎn)高靈敏橫差保護(hù)的功能特點(diǎn)浮動(dòng)門檻技術(shù)－對(duì)其他工況下（不同負(fù)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(dòng)門檻躲過(guò)不