1、授課教師：蘭授課教師：蘭 琴琴 容量較大的發電機每相容量較大的發電機每相都有兩個或兩個以上的并都有兩個或兩個以上的并聯支路，定子繞組的匝間聯支路，定子繞組的匝間短路包括：同相同分支不短路包括：同相同分支不同匝間、同相不同分支之同匝間、同相不同分支之間、不同相不同分支之間間、不同相不同分支之間的匝間短路以及分支開焊的匝間短路以及分支開焊（斷線）等。（斷線）等。發電機定子繞組匝間短路示意圖發電機定子繞組匝間短路示意圖一、發電機匝間短路故障類型一、發電機匝間短路故障類型 這些故障用縱差保護不能反應，因此在發電機（特這些故障用縱差保護不能反應，因此在發電機（特別是大型發電機組）上需裝設專門的匝間短路保

2、護。別是大型發電機組）上需裝設專門的匝間短路保護。 發電機匝間短路保護可以有多種方案，應根據發電發電機匝間短路保護可以有多種方案，應根據發電廠一次設備接線情況進行選擇。廠一次設備接線情況進行選擇。是發電機定子繞組匝間短路（同分支是發電機定子繞組匝間短路（同分支匝間短路及同相不同分支之間的匝間短路）、線棒開焊的主匝間短路及同相不同分支之間的匝間短路）、線棒開焊的主保護，也能保護定子繞組相間短路。保護，也能保護定子繞組相間短路。 二、橫聯差動保護二、橫聯差動保護發電機橫差保護發電機橫差保護單元件橫差保護單元件橫差保護（又稱高靈敏度橫差保護）（又稱高靈敏度橫差保護）裂相橫差保護裂相橫差保護發電機定子

3、繞組匝間短路示意圖發電機定子繞組匝間短路示意圖適用于適用于每相定子繞組為多分支，且有兩個或兩個以上中性點引每相定子繞組為多分支，且有兩個或兩個以上中性點引出的發電機。出的發電機。1.單元件橫差保護單元件橫差保護原理：原理：正常情況下，每個并聯分支的電勢相等，各供正常情況下，每個并聯分支的電勢相等，各供出一半的負荷電流，因此出一半的負荷電流，因此N N與與N N 點電位相等。點電位相等。當發電機定子繞組上發生同分支的匝間短路或不同分支當發電機定子繞組上發生同分支的匝間短路或不同分支上的匝間短路時，上的匝間短路時，兩個繞組的電勢不再相等，即因此兩個繞組的電勢不再相等，即因此N N與與N N 點電位

4、點電位不再相等。不再相等。單元件橫差保護交流接入回路單元件橫差保護交流接入回路橫差動保護橫差動保護利用反應兩個支路電流之差的原理，即可實利用反應兩個支路電流之差的原理，即可實現對發電機定子繞組匝間短路的保護，即橫差動保護。現對發電機定子繞組匝間短路的保護，即橫差動保護。當當較小時，短路電流較小時，短路電流i ik k也較小也較小, ,保護不能動作。因此保護有死區。保護不能動作。因此保護有死區。當當1 1-2 2之差值很小時，將不之差值很小時，將不會有環流會有環流, , 保護也將出現有死區。保護也將出現有死區。當當1 1-2 2之差值很小時，之差值很小時，N N點與點與N N 點之間的電位幾點之

5、間的電位幾乎相同，保護也將出現有乎相同，保護也將出現有死區。死區。考慮到在發電機轉子繞組兩點接地短路時發電機氣隙磁場考慮到在發電機轉子繞組兩點接地短路時發電機氣隙磁場畸變可能致使保護誤動，故在轉子一點接地后，使橫差保護畸變可能致使保護誤動，故在轉子一點接地后，使橫差保護帶一短延時動作。帶一短延時動作。邏輯框圖邏輯框圖 又稱三元件橫差保護，實際上是分又稱三元件橫差保護，實際上是分相橫差保護。其實質是將每相定子繞組的分支回路分成兩相橫差保護。其實質是將每相定子繞組的分支回路分成兩組，并通過兩組組，并通過兩組TATA將各組分支電流引到保護裝置中計算差將各組分支電流引到保護裝置中計算差流和制動電流。當

6、差流大于整定值時，保護動作。流和制動電流。當差流大于整定值時，保護動作。 保護的動作特性可以采用保護的動作特性可以采用。2.裂相橫差保護裂相橫差保護 裂相橫差保護交流裂相橫差保護交流 裂相橫差保護交流裂相橫差保護交流裂相橫差保護邏輯框圖裂相橫差保護邏輯框圖其電流分別是各相二個分支其電流分別是各相二個分支TATA二次電流二次電流發電機縱向零序電壓式匝間保護，是發電機同相同發電機縱向零序電壓式匝間保護，是發電機同相同分支匝間短路及同相不同分支之間匝間短路的主保護。分支匝間短路及同相不同分支之間匝間短路的主保護。該保護反映的是發電機該保護反映的是發電機縱向零序電壓的基波分量縱向零序電壓的基波分量，并

7、用其并用其三次諧波增量作為制動量三次諧波增量作為制動量。三、縱向零序電壓式匝間保護三、縱向零序電壓式匝間保護發電機正常運行或相間短路時，無零序電壓。發電機正常運行或相間短路時，無零序電壓。定子繞組單相接地時，故障相對地電壓等于零，中性點定子繞組單相接地時，故障相對地電壓等于零，中性點對地電壓為相電壓，三相定子繞組對中性點電壓仍然對稱，對地電壓為相電壓，三相定子繞組對中性點電壓仍然對稱，不出現機端對繞組中性點的零序電壓。不出現機端對繞組中性點的零序電壓。當定子繞組發生匝間短路，形成縱向不對稱（當定子繞組發生匝間短路，形成縱向不對稱（縱向不對縱向不對稱稱指機端相對于中性點不對稱指機端相對于中性點不

8、對稱) )時，便出現機端三相對時，便出現機端三相對中性點電壓不對稱。中性點電壓不對稱。 縱向零序電壓式匝間保護交流回路示意圖縱向零序電壓式匝間保護交流回路示意圖 機端對中性點機端對中性點的零序序電壓為的零序序電壓為縱向零序電壓縱向零序電壓取自機端專用取自機端專用TVTV的開口三角輸出端。的開口三角輸出端。TVTV應全絕緣應全絕緣, ,其一次其一次中性點不允許接中性點不允許接地地，而是通過高壓電纜與發電機中性點聯接起來。零序電壓，而是通過高壓電纜與發電機中性點聯接起來。零序電壓基波通道與三次諧波通道相互獨立，并采用硬件濾波回路和基波通道與三次諧波通道相互獨立，并采用硬件濾波回路和軟件付氏濾波算法

9、濾去零序電壓基波通道的三次諧波分量，軟件付氏濾波算法濾去零序電壓基波通道的三次諧波分量，濾去三次諧波電壓通道的基波分量。濾去三次諧波電壓通道的基波分量。根據經驗，動作電壓一根據經驗，動作電壓一般取般取2.52.53V3V。保護采用兩段式：保護采用兩段式：I I段為次靈敏段，段為次靈敏段，IIII段為靈敏段，負序功率段為靈敏段，負序功率方向判據采用開放式（即允許式）閉鎖。方向判據采用開放式（即允許式）閉鎖。縱向零序電壓式匝間保護邏輯框圖縱向零序電壓式匝間保護邏輯框圖了解發電機定子繞組匝間短路的類型了解發電機定子繞組匝間短路的類型1 1掌握發電機匝間短路保護各種方案的原理掌握發電機匝間短路保護各種方案的原理2 2理解各種匝間短路保護的區別及應用特點理解各種匝間短路保護的區別及應用特點3 3根據發電機的結構、發電廠一次接線情