發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù)

1、7.3 發(fā)電機(jī)匝間 短路保護(hù),7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),在容量較大的發(fā)電機(jī)中，每相繞組有兩個(gè)并聯(lián)支路，每個(gè)支路的匝間或支路之間的短路稱(chēng)為匝間短路故障。由于縱差保護(hù)不能反映同一相的匝間短路，當(dāng)出現(xiàn)同一相匝間短路后，如不及時(shí)處理，有可能發(fā)展成相間故障，造成發(fā)電機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞，因此，在發(fā)電機(jī)上應(yīng)該裝設(shè)定子繞組的匝間短路保護(hù) 。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),7.3.1 橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù),保護(hù)裝設(shè)了3次諧波濾過(guò)器，降低保護(hù)動(dòng)作電流，提高靈敏度。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),切換片正常運(yùn)行時(shí)投1-2位置,保護(hù)不帶延時(shí)。轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地時(shí)，投1-3位置，保護(hù)帶延時(shí)，為轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障做好準(zhǔn)備。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路

2、保護(hù),定子繞組匝間短路時(shí)，故障相繞組的兩個(gè)分支的電勢(shì)不相等，因而在定子繞組中出現(xiàn)環(huán)流，該電流大于保護(hù)的動(dòng)作電流，則保護(hù)動(dòng)作。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),正常運(yùn)行或外部短路時(shí)，每一分支繞組供出該相電流的一半，流過(guò)中性點(diǎn)連線的電流只是不平衡電流，故保護(hù)不動(dòng)作。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),動(dòng)作電流:,電流互感器變比：,缺點(diǎn):1)單相分支匝間短路的短接的匝數(shù)較少時(shí)，存在動(dòng)作死區(qū)。 2) 同相兩分支間匝間短路，當(dāng)短路點(diǎn)位置差別較小時(shí)，也存在死區(qū)。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),7.3.2 反映零序電壓的匝間短路保護(hù),大容量發(fā)電機(jī)其結(jié)構(gòu)緊湊，無(wú)法裝設(shè)橫差保護(hù)。 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)一般不直接接地，正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)

3、三相機(jī)端與中性點(diǎn)之間的電動(dòng)勢(shì)是平衡；當(dāng)發(fā)生定子繞組匝間短路時(shí)，部分繞組被短接，機(jī)端三相電動(dòng)勢(shì)不平衡，出現(xiàn)縱向零序電壓。,因定子繞組匝間短路會(huì)出現(xiàn)縱向零序電壓，正常運(yùn)行或定子繞組出現(xiàn)其他故障縱向零序電壓幾乎為零，因此，通過(guò)反應(yīng)發(fā)電機(jī)三相對(duì)中性點(diǎn)的縱向零序電壓可以構(gòu)成匝間短路保護(hù)。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部單相接地故障時(shí)，機(jī)端三相對(duì)地之間會(huì)出現(xiàn)零序電壓。但與匝間短路情況是不一樣。為檢測(cè)發(fā)電機(jī)的匝間短路，必須測(cè)量縱向零序電壓，為此應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)用電壓互感器。電壓互感器的一次側(cè)星形中性點(diǎn)直接與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)相連接。 專(zhuān)用電壓互感器的開(kāi)口三角側(cè)的電壓僅反應(yīng)縱向零序電壓，而不反應(yīng)機(jī)端對(duì)地的零序

4、電壓。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),特點(diǎn)：發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路時(shí)，機(jī)端會(huì)出現(xiàn)負(fù)序電壓、負(fù)序電流及負(fù)序功率，且負(fù)序功率的方向是從發(fā)電機(jī)內(nèi)部流向系統(tǒng)。 外部不對(duì)稱(chēng)故障，負(fù)序功率與匝間短路方向相反。外部不對(duì)稱(chēng)故障負(fù)序功率方向動(dòng)作，閉鎖保護(hù)。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),零序動(dòng)作電壓：,定子繞組匝間短路保護(hù)動(dòng)作電壓；,可靠系數(shù)，可取0.8；,匝間短路時(shí)最小的縱向零序電壓。,根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，二次動(dòng)作電壓可取2.53V。,7.3.3反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路2次諧波電流的匝間短路保護(hù),7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),原理：匝間短路在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生2次諧波電流 ，利用此特點(diǎn)構(gòu)成保護(hù)。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),正常運(yùn)行、三

5、相對(duì)稱(chēng)短路及系統(tǒng)振蕩時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組三相電流對(duì)稱(chēng)，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。,發(fā)電機(jī)不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行或不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)：轉(zhuǎn)子回路中將出現(xiàn)2次諧波電流。為了避免保護(hù)的誤動(dòng)，采用負(fù)序功率方向繼電器閉鎖的措施。,7.3 發(fā)電機(jī)匝間短路保護(hù),原因：匝間短路時(shí)的負(fù)序功率方向與不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行時(shí)或發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)的負(fù)序功率方向相反。,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),定子繞組單相接地的危害： 1）接地電流會(huì)產(chǎn)生電弧，燒傷鐵芯，使定子繞組鐵芯疊片燒結(jié)在一起，造成檢修困難。 2）接地電流會(huì)破壞繞組絕緣，擴(kuò)大事故，若一點(diǎn)接地未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，很有可能發(fā)展成繞組的匝間或相間短路故障，嚴(yán)重?fù)p傷發(fā)電機(jī)。,接地電流允許值：,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單

6、相接地保護(hù),當(dāng)發(fā)電機(jī)接地故障電流大于允許值時(shí)，應(yīng)裝設(shè)有選擇性接地保護(hù)。,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),對(duì)大中型發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)的基本要求：,1）繞組有100%的保護(hù)范圍。 2）當(dāng)發(fā)生經(jīng)過(guò)渡電阻接地故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)有足夠靈敏度。,7.4.1反應(yīng)基波零序電壓的接地保護(hù),處每相對(duì)地電壓為：,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),故障點(diǎn)零序電壓：,結(jié)論：故障點(diǎn)零序電壓與成正比，故障點(diǎn)離中性點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越高。,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),在機(jī)端接地時(shí)：,在中性點(diǎn)處接地時(shí)：,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),保護(hù)構(gòu)成：1）反映零序電壓保護(hù)原理接線,缺點(diǎn)：保護(hù)在離中性點(diǎn)附近接地存在

7、動(dòng)作死區(qū)。,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),提高保護(hù)靈敏度措施：,1）加裝3次諧波濾過(guò)器。,2）高壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中,利用保護(hù)延時(shí)躲過(guò)高壓側(cè)接地故障。,3）高壓側(cè)中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，利用高壓側(cè)接地出現(xiàn)的零序電壓閉鎖或者制動(dòng)發(fā)電機(jī)接地保護(hù)。,注意：在中性點(diǎn)附近接地仍有5%的死區(qū)。,7.4.2 反應(yīng)基波零序電壓和3次諧波電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子100%接地保護(hù),7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),在發(fā)電機(jī)相電勢(shì)中，除基波之外，還含有一定分量的諧波，其中主要是3次諧波，3次諧波值一般不超過(guò)基波10%。,1、正常運(yùn)行時(shí)定子繞組中3次諧波電壓分布,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),機(jī)端3次諧波電壓：,中性點(diǎn)3次諧波電壓：,比值：,結(jié)論：正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)端3次諧波電壓總是小于中性點(diǎn)3次諧波電壓。,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),2、定子繞組單相接地時(shí)3次諧波電壓的分布,有,其比值為：,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),結(jié)論：,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),零序電壓隨變化特性：,7.4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù),總結(jié)：1）正常情況機(jī)端3次諧波小于中性點(diǎn)處3次諧波電壓；,2）當(dāng)離