匝間保護

匝間保護

發電機匝間保護一般用於發電機內部匝間短路、分支開焊、同相不同分支短路的主保護,也可用於對中性點不對稱的相間短路故障的保護。當發電機發生內部匝間短路等故障時,保護經一定的延時發出信號並跳閘出口。

結構介紹

現代大型發電機的定子繞組不可避免在定子同一槽的上、下層線棒會出現同相不同匝數的定子線棒,這就必然導致發電機定子繞組的匝間短路故障,為此大型發電機要裝匝間保護。

高壓並聯電抗器大多採用分相式結構,電抗器的主要故障形式為匝間短路或單相接地。但是,當短路匝數很少時,一相匝間短路引起的三相電流不平衡有可能很小,很難被保護裝置檢測出;由於差動保護從原理上不反應匝間短路故障,本裝置採用新原理的匝間保護,能靈敏地反映電抗器的匝間短路及單相接地故障。正確區分電抗器的內、外部故障,對於電抗而對於外部故障等非正常運行工況,保護可靠不動作。

另外,匝間保護還設有電抗器空充處理元件,以消除零序不平衡電壓、電流中的低次諧波的影響,保證正常空充、非全相空充以及空充外部故障時,保護可靠不誤動,而在空充內部故障時,保護靈敏快速動作。

短路保護裝置

BFZ-1發電機匝間短路保護裝置,用作發電機匝間、同相不同分支間短路的主保護和(對中性點)不對稱的相問短路的後備保護。供電給裝置的電壓互感器斷相時,保護會誤動作,因此要有BDX-3型斷相閉鎖裝置與本裝置配合使用。

匝間短路保護裝置是利用發電機內部匝間短路或分支間短路時產生的零序電壓動作,切除短路故障。為了防止因接地故障時出現零序電壓使保護裝置誤動作,採用了電壓互感器高壓側中性點不接地,而與發電機中性點直接連線,發電機中性點經消弧線圈或避雷器接地。採用這種接線後,出現接地故障時,電壓互感器開口三角側不會出現零序電壓,僅在發電機出口三相電壓不對稱(即匝間、分支間或相間不對稱短路)時才出現零序電壓。

在發電機正常運行或外部短路時,互感器開口三角繞組輸出一個三次諧波電壓,當發電機出口短路時此電壓可能高達10~20伏。因此要使保護有高靈敏度(即整定電壓很小)必須考慮下述兩點;保護中要有一個濾過比較高的三次諧波濾過器,必須選用誤差小的電壓互感器儘量減小不平衡電壓。

匝間短路保護裝置由電壓形成迴路、測量迴路、時間迴路、閉鎖迴路、出口信號迴路、試驗迴路及電源迴路組成。原理見下圖。

原理 原理

構成方式

匝間保護的構成通常有以下幾種方式:

1、橫差保護:當定子繞組出現並聯分支且發電機中性點側有六個引出頭時採用。橫差保護接線簡單、動作可靠、靈敏度高。(單元件式、裂相式)

2、零序電壓原理的匝間保護:採用專門電壓互感器測量發電機三個相電壓不對稱而生成的零序電壓,該保護由於採用了三次諧波制動故大大提高了保護的靈敏度與可靠性。

3、負序功率方向匝間保護:利用負序功率方向判斷是發電機內部不對稱還是系統不對稱故障,保護的靈敏度很高,近年來運行表明該保護在區外故障時發生誤動必須增加動作延時,故限制了它的使用。

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