发变组保护保护课件
发变组保护

第二节 发电机纵差保护
发电机纵差保护是发电机相间故障的主保护
一、交流接入回路
取自发电机中性点及机端TA二次三相电流。在出口采用循环闭锁的差动保护装置中,还 需接入机端TV二次三相电压。
二、逻辑框图:(见书P7图1-5)
说明:分相差动具有比率制动特性,循环闭锁由负序电压解元件动作,也应可靠切除发电机。
• 3、发电机失磁或失步 • 4、频率异常 • 5、逆功率 • 6、误上电 • 7、转子一点接地 • 8、断水 • 四、保护配置
• 1、短路故障主保护 • (1)纵差保护 • (2)横差保护 • (3)转子两点接地保护 • 2、定子绕组单相接地保护 • 3、异常运行保护 • (1)复合电压闭锁过电流保护 • (2)负序过电流保护 • (3)过电压或过激磁保护 • (4)失磁保护 • (5)逆功率保护 • (6)频率异常保护 • (7)转子一点接地保护 • (8)误上电保护
经延时,作用于出口。加延时的目的是:防止机端或主变内部三相短路时由于励磁电 源消失致使电流元件动作后快速返回而造成保护拒绝动作。 • 自并励系统:电流元件动作后需加延时 • 由励磁机供电或它励系统供电:不需加延时 • 5、定值计算:(见书P48~49) • 二、负序过电流保护 • 1、交流接入回路:取自发电机中性点TA二次三相电流 • 2、构成:由负序过负荷及负序过电流保护构成。过负荷保护作用于信号,过电流保护 作用于切机。 • 3、定值整定:(见书P41~42) • 三、反时限过电流保护 • 1、反时限对称过负荷及过电流保护是发电机定子绕组的过热保护,兼作发电机内部短 路故障和相邻设备故障的后备保护。
第四节 短路故障后备保护
• 一、复合电压闭锁过电流保护 • 1、复合电压闭锁 • 目的:提高灵敏度 • 2、交流接入回路:取自发电机中性点TA二次三相电流,机端TV二次三相电压 • 3、逻辑框图:(见书P48图1-45) • 由图可以看出:当三个电流元件之一动作,且低电压元件或负序电压元件动作,保护
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3、励磁变过负荷保护:保护动作于信号。
4、励磁变温度高报警:保护动作于信号。
5、励磁变温度高跳闸:保护动作于停机,不 启动失灵,并能切换至信号。
厂高变保护
1、高厂变差动保护:作为高厂变内部短路及引出线 故障的主保护。为防止CT断线差动误动,任一 相电流互感器断线,均能闭锁差动,CT断线功 能设置软开关能投能退。保护瞬时动作于停机 ,厂高变差动保护在2倍动作电流下动作时间 不大于30ms,差流速断保护在1.5倍动作电流 下动作时间不大于20ms。
2、非电量保护说明:PRS-789、PRS-761A系列保护装置实 现了电气量保护与非电量保护的彻底分离,由专门的装置 来完成非电量保护。不需要延时跳闸的非电量通过压板直 接去跳闸,需要延时跳闸的非电量通过CPU延时后,由 CPU发出跳闸信号。满足了大型发电机变压器组双套主保 护、双套后备保护,非电量保护完全独立的配置要求。
9、发电机过励磁保护: 作为发电机由于过激磁而导致硅钢片烧损或金属部
分严重过热的保护。该保护由定时限和反时限两 部分构成。定时限部分经延时发信号、降低励磁 电流。反时限部分按发电机过励磁能力动作于停 机或程序跳闸。电压量取自发电机机端1PT
10、发电机过电压保护: 作为发电机定子绕组的异常过电压,保护延时
发电机保护
1、发电机纵差保护:作为发电机定子绕组及其出线 的相间短路故障的主保护。差动保护瞬时动作于 全停。
2、发电机定子匝间保护:作为发电机定子绕组同相 分支或同相不同分支间的匝间短路及定子绕组开 焊故障的保护,电压量取自发电机出口第二组PT 二次侧,电流量取自发电机机端CT二次侧。保护 动作于全停I。保护电压平衡继电器,当专用PT高 压侧断线时,保护不误动作,并发PT断线信号。
发变组保护原理PPT文档共77页

• 在系统频率严重偏离50HZ时,采用按频率比率制动 原理
4.2.5三次谐波差动判据
三次谐波电压差动判据:
•
••
U3TktU3N kreU3N
–正常运行时,机端、中性点三次谐波电压幅值、
相位在一定范围内波动,实时自动调整系数kt使
正常运行时差电压接近为0;
–可以保护100%的定子接地
4.2.6三次谐波电压差动可靠性:
发变组保护原理
发变组保护原理
安徽省电力科学研究院 系统研究所 2010-5-18
2 . 比例差动保护动作特性
3.发电机差动TA饱和问题
以往认为:
-发电机差动采用保护级TA,并且TA同型; -区外故障电流倍数小,一次电流完全相同,二次不平衡差流
小; 因此,为提高内部故障灵敏度,降低差动起始定值、比率制动系数。
作,经过长期运行,在机端侧再发生第二点接地,中 性点电位升高,第一个接地点接地电流增大,而过渡 电阻减小,结果发生相间或匝间严重短路。 c 其次单相接地引起铁心的损伤。机组越大分布电容越 大,接地容性电流越大。接地电流较大引起电弧,引 起绕组绝缘及定子铁心损坏。
4.1基波零序电压保护 4.1.1单相接地故障时的基波零序电压
• 3 TV饱和引起。将引起三次谐波的虚假增大。
4.2.2单相接地时三次谐波分布特点
αE3
N
α (1-α) E3
S
I03
UN3 αC0f/2
C0s US3
(1- )αC0f/2
图1-38 发电机内部单相接地时 三相谐波电势分布等值电路图
E3 中性点 US3
机端
E3 UN3
α%
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
电气发变组保护基本指示讲解.ppt 孔.

2018/10/13
发电机匝间短路保护
作用:作为发电机匝间短路的主保护 构成:两段式基波零序电压保护(从机端2YH取电压);负 序功率方向闭锁(从机端2YH取电压、机端6LH1取电流); TV二次断线闭锁 出口逻辑关系:次灵敏段:零序电压元件动作、负序功率方 向元件动作,TV断线判别元件不动作,则保护动作。 灵敏段:除上述条件外,还增加了三次谐波增量作为制动量, 当基波零序电压增量大于三次谐波增量时,且满足上面的条 件下,保护才动作。 出口方式:全停(跳发变组出口开关2206、2206A、 2206B、2206C、发电机灭磁开关MK、厂用工作电源开关 6601A、6601B、关闭汽机主汽门、跳DL3、DL4),同 时启动断路器失灵保护。
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三次谐波电压式定子接地保护 交流接入回路
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三次谐波电压式定子接地保护 逻辑框图
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发电机失磁保护
发电机的失磁运行及其产生的影响 1 、需要从电网中吸收很大的无功功率 以建立发电机的磁场,所需无功功率的 大小主要取决于发电机的参数以及实际 运行的转差率。
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电压平衡式TV断线逻辑框图
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TV断线判别原理
比较保护用的2YH的二次相间电压和普 通的YH对应相间电压大小,当其最大的相 间电压差值为(7-10V)时,并且普通的YH 的负序电压元件(整定值8V)没动作时, 判定为2YH二次断线,经5秒延时发出信 号并闭锁匝间短路保护.
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发电机纵向零序电压式匝间短路 保护基本原理
发变组保护培训课件

发变组保护培训课件(一)、概述:防城港电厂发变组保护配置南瑞继保RCS-985B和RCS-974AG系列的微机保护,保护装置分为3个屏(A、B、C屏)。
A、B屏各配置一套RCS-985B保护,集成了发电机保护、主变保护、高厂变保护与励磁变保护,实现双主双后,A、B屏组屏方案一致,均由一台机箱及一台打印机组成,C屏由三套非电量保护RCS-974AG(7n、8n、9n)及一台打印机组成。
(二)、发变组保护配置及出口:1、电气量保护(A、B柜RCS-985B )1)发电机保护(1)发电机纵差保护作为发电机定子绕组及其出线的相间短路故障的主保护。
两套差动保护继电器采用不同的原理构成。
具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性,防止发电机过激磁时误动。
差动保护瞬时动作于全停比率差动动作特性如图(2)发电机定子匝间保护作为发电机定子绕组匝间短路故障的主保护。
取发电机出口专用TV开口三角上的纵向零序电压, 用作发电机定子绕组的匝间短路的保护。
(4)发电机定子过负荷保护作为由于发电机过负荷引起的发电机定子绕组过电流故障保护。
保护由定时限和反时限两部分组成,定时限延时发报警信号,反时限发全停跳闸。
(5)发电机负序过负荷保护保护作为发电机不对称过负荷及区外不对称短路故障的后备保护。
保护由定时限和反时限两部分组成,定时限延时发报警信号,反时限发全停跳闸。
(6)发电机转子一点接地保护保护作为发电机转子单相接地故障保护,保护延时动作于信号。
(7)发电机转子二点接地保护保护受转子一点接地保护闭锁,发生一点接地保护后自动投入,延时动作于全停。
(8)发电机过励磁保护保护作为发电机由于过激磁而导致硅钢片烧损或金属部分严重过热的保护。
该保护由低定值和高定值二部分构成。
低定值部分经延时发信号。
高定值部分按发电机过励磁能力动作于全停。
(9)发电机过电压保护作为发电机定子绕组的异常过电压,保护延时动作于全停。
(10)发电机低频保护发电机低频保护作为发电机在低于额定频率下带负载运行的保护。
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发变组保护原理
2、匝间保护
• 采用故障分量启动、稳态量保持的负序方向匝间保护, 可靠防止区外故障切除和频率波动时故障分量负序方 向元件的误动,大大提高可靠性。
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3、定子接地保护
• 与母线直接连接的发电机:当单相接地故障电流(不考虑消弧线圈的 补偿作用)大于允许值时,应装设有选择性的接地保护装置。保护装 置由装于机端的零序电流互感器和电流继电器构成。其动作电流按躲 过不平衡电流和外部单相接地时发电机稳态电容电流整定。接地保护 带时限动作于信号,但当消弧线圈退出运行或由于其他原因使残余电 流大于接地电流允许值,应切换为动作于停机。
• 切换开关采用最新的MOSFET电子器件,具有切换速度 快和使用寿命长的优点。保护对切换开关S1和S2有良好 的自检功能。
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4、转子接地保护
发变组保护原理
测量误差<4% 行业标准<10%
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5、失磁保护
• 适用于各种机组的部分失磁或全失磁故障的保护,能根据 机组类型和运行的不同需求来组合失磁保护功能,极大地 方便了用户的使用;
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发变组保护原理
4、转子接地保护
• 对1MW及以下发电机的转子一点接地故障,可装设定期 检测装置。
• 1MW及以上的发电机应装设专用的转子一点接地保护装 置延时动作于信号,宜减负荷平稳停机,有条件时可动作 于程序跳闸。
• 对旋转励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。
-摘自GB14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程
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图a 相电流波形
图b 差动电流和制动电流波形
《发变组保护保护》PPT课件

逻辑框图:
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3.10低励失磁保护
发电机的励磁系统发生故障出现低励失磁时,发电机 测量阻抗、励磁电压、发电机与系统的无功交换都会 与正常运行时有所不同,失磁保护根据这些变化构成 定子判据、转子判据。 A、定子判据:
失磁保护的边界特性:
当检测到TV异常时,延时10s发出断线信号,同时按照用 户的需求来闭锁相应的保护。
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谢谢!
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(2) 主变高压侧TV异常判别原理
1)三相电压均小于18V,且任一相电流大于0.06A (TA二次额定电流为1A)或任一相电流大于0.3A(TA 二次额定电流为5A),用于检测三相失压;
2) 三个相电压的向量和(自产 3U0)大于18V, 并且两个相间电压的模值之差也大于18V(用于区别小 电流接地系统一点接地),检测一相或两相断线;
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3.6 转子两点接地保护
保护原理:转子一点接地保护动作后,装置自动投入 转子两点接地保护,转子两点接地保护采用机端正序 电压的二次谐波分量作为判据。
逻辑框图:
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3.7定子过负荷保护
保护原理:该保护反应电机定子绕组的平均发热状况。 发电机定子过负荷反时限特性曲线:
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B、转子判据: C、逆无功判据:发电机正常运行时向系统发出无功功率,
失磁时从系统吸收无功。 D、低电压判据: 逻辑框图:
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3.11 误上电保护 当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作,从系统 向发电机定子绕组倒送的大电流在气隙中产生旋转磁 场,使转子本体中流过差频电流,可能烧伤转子。
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TA1 * TV4
TA01
发变组主保护配置图
TA2 *
500KV
87MT
87MT 主变差动 87G 发电机纵差 87GS 发电机横差 87AT 高厂变差动 87ET 励磁变差动
TV1 TV2
87G
TA6 *
TA7
* TA05
87GS
* TA11
87ET
* TA12
TA03
* TA8 TA5
*
TA04
4.定子绕组单相接地保护
定子接地保护的必要性: a 单相接地引起非故障相及中性点电位升高。 b 中性点附近经过渡电阻接地若保护灵敏度不够而未动
作,经过长期运行,在机端侧再发生第二点接地,中 性点电位升高,第一个接地点接地电流增大,而过渡 电阻减小,结果发生相间或匝间严重短路。 c 其次单相接地引起铁心的损伤。机组越大分布电容越 大,接地容性电流越大。接地电流较大引起电弧,引 起绕组绝缘及定子铁心损坏。
常见故障及保护配置
一、常见故障及保护配置 1.发电机常用见的故障和不正常工作状态 1.1常见的故障: 定子绕组相间短路,-故障率最高 定子绕组匝间短路;
(1)同相同分支绕组的匝间短路; (2)同相不同分支绕组间的匝间短路; 定子绕组单相接地短路; 转子绕组一点或两点接地; 低励失磁;
常见故障及保护配置
我厂的匝间保护由经工频变化量负序功率方向闭 锁的高定值段匝间保护和电流比率制动式纵向 零序电压构成的灵敏段匝间保护组成,电流比 率制动纵向零序电压的动作方程为:
式中,Uzo为机端纵向零序电压, Uzozd为纵向零序电压整定值,(250V低值,高值666.6V,0.2S) Imax为机端相电流最大值, I2为发电机机端负序电流, Kzo为比率制动系数, Ie为发电机额定电流,制动系数受工频变化量负序功率方向 影响。
常见故障及保护配置
2.2常见的不正常工作状态 变压器常见的不正常工作状态包括: 外部故障或过负荷引起的过电流; 油箱漏油造成的油面降低; 变压器中性点电压升高; 外加电压过高或频率过低引起的过励磁。
常见故障及保护配置
3.发电机保护的配置 纵联差动保护:反应定子绕组及其引出线的相间短路; 匝间保护:反应定子绕组的匝间短路故障; 单相接地保护:反应定子绕绕组单相接地故障;包括基波
发变组保护
讲解人:王峰
发变组保护装置采用南瑞RCS-985A数字式发 电机变压器保护装置,提供发变组所需要的 全部电量保护,保护范围:主变、发电机、 高厂变、励磁变、脱硫变。发变组保护装置 共配置三块屏,A、B屏配置两套RCS-985A, 可以实现主保护、异常运行保护、后备保护 的全套双重化。两套保护取不同组TA,主保 护、后备保护共用一组TA,出口对应不同的 跳闸线圈。C屏配置非电量保护装置。
保护跳闸出口方式:
保护跳闸出口方式: 灭磁;(跳灭磁开关) 灭磁、启动失灵;(跳灭磁开关、启动失灵) 解列灭磁、启动失灵;(跳灭磁开关、启动失灵、
启动A、B分支快切、跳中断路器、跳边断路器、 跳脱硫变) 全停;(跳灭磁开关、启动失灵、启动A、B分支 快切、跳中断路器、跳边断路器、跳脱硫变、关 主汽门)
定子绕组过电压保护:用以切除机组突然甩负荷后引起的定子绕组过 负荷;
负序过电流保护:防止电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称 时, 定子绕组中产生的负序电流对发电机造成危害;可分为定时限负序 过电流、反时限负序过电流。
失步保护:大型发电机应装设反应系统振荡过程的失步保护; 逆功率保护:当汽轮机主汽门关闭时,发电机出口开关未跳闸时,发电机
87AT
TV3
TV5 *
TA9
TA10
TV6 *
保护原理
二、保护原理 1. 发电机差动保护 1.1比率制动式差动保护
差动电流、制动电流计算公式: 差动电流:
制动电流:
变斜率比例差动保护特性
发电机 12000A
发电机 900A
重合动作区 灵敏动作区 易误动区 不平衡电流
动作区域上多了两块灵敏动作区,少了一块易误动区,在区内故障时保证较高的灵
常见故障及保护配置
断路器断口闪络保护:本保护用于大型发电机-变压器 组在并列之前或跳闸后,在发电机电势与系统电压存 在角差导致断路器断口过电压而发生闪络现象时保护 发电机。
常见故障及保护配置
发变组、主变、高厂变、励磁变保护配置 发变组差动保护:可以同时保护发电机、主变、高厂变及其
之间引线的相间短路故障。(我厂不投) 主变差动保护:反应主变及其套管引出线的相间短路故障。 高厂变差动保护:反应高厂变及套管引出线的相间短路。 主变复合电压过流保护:主变、高压母线和相邻线路故障的
1.2常见的不正常工作状态: 定子过负荷和定子绕组过电流; 定子绕组过电压; 三相电流不对称; 失步; 逆功率; 过励磁; 转子绕组过负荷;
常见故障及保护配置
2.变压器常见故障及不正常工作状态 2.1常见的故障
变压器的故障可分为内部故障和外部故障,内部 故障是指变压器油箱内部发生的故障,外部故障是指 油箱外部绝缘套管及其引出线上的故障,主要有: 各相绕组间的相间短路故障; 单相绕组匝间短路; 单相绕组及引出线的单相接地故障; 绝缘套管闪络或单相接地故障; 引出线之间发生的相间短路故障。
频率过低或过高时,会对汽机轮叶片造成危害,频率异常保护就是 防止汽轮机叶片及其拉金的断裂事故.可分为低频保护和过频保护。 误上电(突加电压)保护:防止发电机在不具备并网条件下,发 电机出口开关误合闸,对电网和发电机造成危害。 启停机保护:在发电机启、停机过程中,反应定子绕组相间短路 和单相接地故障。
保护原理
3发电机匝间保护 3.1单元件式横差保护(我厂不投) 对于双Y接线的定子绕组,匝间短路 故障时会在两中性点连线中出现电流, 因此取用中性点连线上的电流可以构 成定子绕组的匝间短路保护。 这种匝间短路保护要求发电机必须是 双Y接线,且中性点有六个引出端子, 具有一定的局限性。
纵向零序电压构成的匝间保护
失去原动力变成电动机运行时,会对汽轮机尾部叶片造成危害,所以大 型机组要设逆功率保护用于保护汽轮机;
常见故障及保护配置
程序逆功率:在逆功率的基础上加上了汽轮机主汽门的位置闭锁, 即只有保护收到汽轮机主汽门关闭的信号且满足逆功率定值时, 保护才会动作。
过励磁保护:防止发电机及变压器因过励磁造成的危害; 频率异常保护:大型发电机允许的频率变化范围是48.5-50.5Hz,当
高厂变低压侧分支零序过流保护:保护高厂变低压 绕组及其分支引出线单相接地故障的保护,同时也 可作为6kV工作段母线上各元件单相接地故障的后 备保护。
高厂变通风启动保护:用于启动冷却器。 励磁变速断、过流保护:励磁变绕组相间短路的保
护。 励磁绕组过负荷:即转子绕组过负荷。
常见故障及保护配置
发变组非电量保护的配置: 发电机断水保护; 主变瓦斯保护,包括重瓦斯和轻瓦斯; 主变压力释放保护; 主变温度保护,包括油温和绕组温度; 主变油位异常保护; 主变冷却器全停保护; 高厂变瓦斯保护,包括重瓦斯和轻瓦斯; 高厂变压力释放保护; 高厂变温度保护,包括油温和绕组温度; 高厂变油位异常保护;
保护原理
4.2三次谐波定子接地保护 正常运行时: 机端三次谐波电压US3<中性点三次谐波电压UN3;
单相接地时:US3/UN3=(1-α)/ α ,α < 50%时,US3≥UN3
三次谐波电压定子接地保护只能保护发电机中性点附近25%的范围。 三次谐波保护动作方程:
US3/UN3>K3wzd 式中K3为三次谐波电压比值整定值。 由基波零序电压和三次谐波电压共同构成发电机定子绕组的100%
保护原理
励磁涌流对变压器并无危险,因为其存在的时间很短, 但却可能使发变组差动(变压器差动)出现误动现象。为了 避免这种误动,根据励磁涌流的特点引入了励磁涌流闭锁差 动保护的原理。 励磁涌流的特点: 1)含有大量高次谐波,其中以二次谐波为主; 2)含有大量非周期分量,使涌流偏向于时间轴的一侧; 3)励磁涌流波形出现间断角。
保护原理
电流比率制动原理匝间保护能保证外部故障时 不误动,内部故障时灵敏动作,由于采用了电 流比率制动的判据,零序电压定值只需按躲过 正常运行时最大不平衡电压整定,因此提高了 发电机内部匝间短路时的保护灵敏度。
当匝间保护专用PT发生一次断线时,必须 闭锁纵向零序电压保护,否则可能会使保护误 动。
可以根据励磁涌流的这些特点,制定励磁涌流闭锁差 动保护的原理,常用的有二次谐波制动和波形判别原理。
保护原理
谐波制动原理 采用三相电流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭
锁的判据,动作方程为:
其中I2为每相差动电流中的二次谐波,I1为对应相的差流 基波,K2xb为二次谐波制动系数整定值。 当任一相电流中二次谐波的含量超过基波含量的一定值 时, 闭锁差动保护。
敏度,在区外故障时可以躲过暂态不平衡电流,提高了差动保护的可靠性。
变斜率比例差动的优点
由于一开始就带制动,差动保护动作特性较好地与 差流不平衡电流配合,因此差动起始定值可以安全地 降低;
提高了发电机、变压器内部轻微故障时保护的灵敏 度,尤其是机组起停过程中(45~55Hz)内部轻微故 障差动保护的灵敏度;
发电机内部匝间短路表现为机端三相对中性点的不平衡 (发电机中性点不直接接地),即对中性点而言机端三相出现 纵向零序电压;当发电机内部或外部发生单相接地故障时,机 端三相对地出现横向零序电压。为了检测发电机的匝间短路 (包括定子绕组开焊故障),必须测量纵向零序电压但又不反 应横向零序电压,以免混淆单相接地故障和不对称短路,在发 电机的出口装设一个专用全绝绝缘电压互感器,其一次绕组中 性点直接与发电机中性点相连而不接地。所以,该电压互感器 二次绕组不能用来测量相对地电压。只有当发电机内部发生匝 间短路或者对中性点不对称的各种相间短路时,破坏了三相对 中性点的对称,产生了对中性点的零序电压,即纵向零序电压, 在它的开口三角绕组才有输出电压,即3U0≠0,使零序电压匝 间短路保护正确动作。为防止低定值零序电压匝间短路保护在 外部短路时误动作,还采用一些制动或闭锁量。