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在正常情况下，两个绕组中的电动势相等，各提供一半的负荷电流，当一组绕组中发生匝间短路时，两个绕组的电动势就不再相等，因而会出现电动势差而产生一个均衡电流，在两个绕组中环流，因此利用反映两个支路电流之差的原理，即可实现对发电机定子绕组匝间的保护，既横差动保护。此保护灵敏度较低。 纵向零序电压(3PT断线闭锁)和负序功率方向闭锁(1PT断线闭锁)，动作出口全停二切除发电机定子匝间短路，瞬时跳开机组。理论分析表明，匝间环流值甚致超过机端三相短路电流，因此定子绕组匝间短路是发电机不容忽视的一种严重故障形式。 发电机定子内部接线示意图 我们厂的发电机匝间保护的动作原理是负序功率方向闭锁(负序功率指向系统匝间保护开放，正常运行闭锁匝间保护)、3PT断线闭锁的定子纵向零序电压保护： (1)引入纵向零序电压3PT的开口三角形电压3U0，作为匝间短路保护的主判据。 (2)引入机端电压和电流构成负序功率方向闭锁。 (3)引入纵向(专用)3PT的电压，构成PT断线闭锁保护 (4)动作电压Pu=0.03 延时0.2s。 工作原理 其继电器输入电压接于机端专用PT(我们厂的是3PT)的开口三角形绕组侧，为躲开定子接地时的横向(机端各相对地)零序电压，确保准确获取纵向零序电压，此初级绕组接成星形，其中性点与发电机中性点直接相连，并采取不接地方式，采集的是发电机三相分别对发电机中性点电压的和。按此接线后，在发电机出口发生单相接地时，中性点对地电压将会升高到相电压，为此，压变初级绕组绝缘要求按全电压水平构成。 该保护反应纵向零序电压，用负序功率方向区分区内、区外的故障，当区外故障造成三相电压不平衡时闭锁匝间保护动作，用断线闭锁来防止3PT断线时的误动。 注意：定子接地保护中的PT中性点接地，与匝间保护用PT接法不同，接地故障时各相对中性点电压是不变的，而对地电压却发生了变化，此时定子接地保护动作，而匝间保护不动作，因此两个保护动作原理不一样。 保护动作情况 发电机正常运行或外部相间短路时，由于机端电压无零序电压分量，开口三角形绕组反映的只是不平衡电压，继电器可从定值上考虑躲过，故保护不会动作。 发电机定子绕组或外部发生接地故障时，机端三相对中性点电压仍保持对称。虽然此时故障相对地电压为零，机端三相对地电压已不再对称，亦即有横向(相对地)零序电压出现，但由于该保护的PT一次绕组中性点并不接地，对横向零序电压并不反映，开口三角绕组反映的乃是各相对中性点的零序电压(即纵向零序电压)，故开口三角绕组输出仍为不平衡电压，保护也不会动作。 当发电机定子绕组发生匝间短路或对中性点不对称的各种相间短路时，发电机机端三相对中性点电压的对称性遭到破坏，由此出现纵向零序电压，保护动作。 为提高可靠性，在匝间保护中还可引入负序功率方向元件作为闭锁。另外，为防止在该PT原方回路发生一相或两相断线时(如熔断器熔断)开口三角绕组将会出现相当于发电机相电压的不平衡电压，或在该PT负方另一星形绕组回路发生一相或两相断线时，由于三相磁通不平衡，开口三相绕组也会出现较大不平衡电压，可能造成保护误动，因此专门配置了电压回路断线闭锁回路。 |
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