7.2发电机定子绕组短路故障的保护
发电机定子接地保护原理
发电机定子接地保护原理概述发电机定子接地保护是一种用于检测和保护发电机定子绕组对地短路故障的保护装置。
它的基本原理是通过监测发电机定子绕组的接地电流，及时检测到绝缘故障，并采取相应的措施来避免进一步损坏设备或造成人身伤害。
发电机定子接地故障发电机定子绕组对地短路故障是指发电机定子绕组中的一个或多个相对于地的导体与地之间发生了不正常的导通。
这种故障可能由于绝缘老化、污秽、机械损伤等原因引起。
当发生这种故障时，会导致绕组中流过大量接地电流，严重影响发电机的正常运行。
基本原理发电机定子接地保护基本原理如下：1.接地判断：通过监测发电机定子绕组与地之间的接地电流来判断是否存在对地短路故障。
通常采用差动方式进行接地判断，即将各相线路中流过的电流进行比较，如果某一相的接地电流与其他相之间存在差异，则判断该相存在对地短路故障。
2.故障检测：一旦接地故障被判断出来，保护装置会立即采取措施来检测故障的性质和位置。
常用的方法是通过测量接地电流的大小、频率和波形等参数来确定故障的性质，并通过测量不同位置的接地电压来确定故障的位置。
3.报警和保护动作：当发现对地短路故障时，保护装置会发出声音或光信号进行报警，并同时采取措施来防止进一步损坏设备。
通常采用的保护动作包括切断发电机定子绕组与系统之间的电气连接，以及切断发电机与系统之间的机械连接。
具体实现发电机定子接地保护通常由以下几个部分组成：1.接地电流传感器：用于测量发电机定子绕组中流过的接地电流。
传感器通常使用夹式或开式设计，以便能够方便地安装在绕组上并实时监测接地电流。
2.信号处理单元：用于接收和处理接地电流传感器传输的电流信号。
信号处理单元通常包括放大、滤波、采样和计算等功能，以便能够准确地测量接地电流的大小和波形。
3.故障判断单元：用于判断发电机定子绕组是否存在对地短路故障。
故障判断单元通常采用差动比较的方法，即将各相线路中流过的电流进行比较，并通过设定的阈值来确定是否存在接地故障。
发电机的匝间短路保护
保护动作值：
动作电流： I op (0.2 ~ 0.3)I GN
电流互感器变比：nTA 0.25IGN / 5
7.3 发电机的匝间短路保护
在容量较大的发电机中，每相绕组有两个并联 支路，每个支路的匝间或支路之间的短路称为 匝间短路故障。由于纵差保护不能反映同一相 的匝间短路，当出现同一相匝间短路后，如不 及时处理，有可能发展成相间故障，造成发电 机严重损坏，因此，在发电机上应该装设定子 绕组的匝间短路保护 。
1、横联差动保护
α α2
α1
信号
跳断路器 跳灭磁开关
切转换子片一为正点滤转常接保过子运地护器两行时装，点时，设接降投投了地11低~~故323保次位位障护置谐置做动,，保波好作保护准护不备带带。延延时时，。 电流，提高灵敏度。
α α2
α1
信号
跳断路器 跳灭磁开关
发正生常定运子行绕或组外匝部间短短路路时，，故每障一相分绕支组绕的组两供个
2）定子绕组单相接地时3次谐波电压的分布
α
（１－α）
αα
（１－α）
有 U N.3 E3 ,U s.3 (1 )E3
其比值为：
结论
U s.3 1
U N .3
50%,U s.3 U N.3 50%,U s.3 U N.3
零序电压随α变化特性：
（中性点）
1、反应基波零序电压的接地保护
每相对地电压为：
αEC
Uk0
αEB
发电机保护ppt课件
7.2发电机定子绕组短路故障的保护
反应发电机定子绕组及其引出线的相间短路的保护--纵差动保护， 是发电机的主要保护。
Id I1 I2
传统纵差动保护整定方法
按照以下两个原则来整定：
(1) 在正常情况下，电流互感器二次回路断线时保护不应误动。
2)中性点经消弧线圈接地时: US3 7C f 2Cw UN3 9(C f 2Cw )
7.3.3 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保 护
而在发电机内部定子接地时，按图7.13的等值电路推导，有：
结果曲线7.14所示。
US3 1 UN3
7.3.3 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保 护
7.2.2 比率制动式差动保护
动作电流 Id I1 I2
制动电流
I res
I1 I2 2
动作方程：
当 Ires Ires.min
Id K (Ires Ires.min ) Id.min
当 Ires Ires.min , Id Id.min
动作区 制动区
Ires.min 拐点电流 Id.min 启动电流
7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
交流同步发电机原理 发电机的故障类型主要有： (1)定子绕组相间短路。 (2)定子一相绕组内的匝间短路。 (3)定子绕组单相接地。 (4)转子绕组一点接地或两点接地。 (5)转子励磁回路励磁电流异常下降
或完全消失。
7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式
2、单元横差动保护的基本原理
如图7.6，其本质是把一半绕 组的三相电流之和去与另一 半绕组三相电流之和进行比 较。
这种接线方式没有由于互感
简述发电机保护的配置
7.1 简述发电机保护的配置答：（1）对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵差动保护。
（2）对直接连于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当单相接地故障电流（不考虑消弧线圈的补偿作用）大于规定的允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。
（3）对于发电机定子绕组的匝间短路，当定子绕组星形接线、每相有并联分支且中性点侧有分支引出端时，应装设横差保护。
200MW及以上的发电机有条件时可装设双重化横差保护。
（4）对于发电机外部短路引起的过电流，可采用下列保护方式：1）负序过电流及单元件低电压启动过电流保护，一般用于50MW及以上的发电机；2）复合电压（包括负序电压及线电压）启动的过电流保护，一般用于1MW 以上的发电机；3）过电流保护，用于1MW及以下的小型发电机；4）带电流记忆的低压过电流保护，用于自并励发电机。
（5）对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在50MW及以上的发电机上装设负序过电流保护。
（6）对于由对称负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设接于一相电流的过负荷保护。
（7）对于水轮发电机定子绕组过电压。
应装设带延时的过电压保护。
（8）对于发电机励磁回路的一点接地故障，对1MW及以下的小型发电机可装设定期检测装置；对1MW以上的发电机应装设专用的励磁回路一点接地保护装置。
（9）对于发电机励磁消失故障，在发电机不允许失磁运行时，应在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器；对采用半导体励磁以及100MW及以上采用电机励磁的发电机，应增设直接反应发电机失磁时电气参数变化的专用失磁保护。
（10）对于转子回路的过负荷，在100MW及以上，并且采用半导体励磁系统的发电机上，应装设转子过负荷保护。
（11）对于汽轮发电机主汽门突然关闭而出现的发电机变电动机运行的异常运行方式，为防止损坏汽轮机，对200MW及以上的大容量汽轮发电机宜装设逆功率保护；对于燃气轮发电机，应装设逆功率保护。
第七章发电机保护讲解
大容量发电机采用反映零序电压的匝间短路保护。 发电机正常运行时，机端不出现基波零序电压。 相间短路时，也不会出现零序电压。单相接地故 障时，接地故障相对地电压为零，而中性点电压 上升为相电压，但是三相对中性点电压仍然对称， 不出现零序电压。当发电机定子绕组发生匝间短 路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出 现零序电压。
继电保护教学
横联差动保护的动作电流一般根据运行经验取值
Iop 0.2 ~ 0.3IGN
发电机额定电流
横联差动保护的TA变比一般为 nTA 0.25IGN / 5
继电保护教学
横差保护灵敏度很高，但是在切除故障时有一定 的死区： 1、单相分支匝间短路的α较小（短接的匝数较少） 时； 2、同相两分支匝间短路，且α1=α2，或者两者差 别较小时。
继电保护教学
转子绕组的接地可分为瞬时接地、永久接地和断 续接地。还可分为一点接地和两点接地。一点接 地时不用停止运行。在永久两点接地时，磁场不 平衡，中线中有不平衡电流，横差保护动作（不 是误动作）。但是瞬时两点接地（下一时刻会恢 复为一点接地）时，保护会误动作。
继电保护教学
为了躲过瞬时两点接地故障，需增设0.5~1s的动 作延时。切换片XS有两个位置，正常时投到1~2， 保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时，XS 切至1~3，使保护经过KT延时，为转子永久性两 点接地故障做好准备。
重影响
转子故障
继电保护教学
定子绕组相间短路 装设纵联差动保护
定子绕组匝间短路 装设横联差动保护
定子绕组单相接地 100%定子绕组单相 接地保护 转子绕组一点或两点 接一地点或两点接地保 转护子失磁 装设失磁保护
7.1.2 发电机的不正常工作状态及其保护
防止发电机定子绕组发生单相接地故障的措施
防止发电机定子绕组发生单相接地故障的措施发电机定子绕组的单相接地故障是一种常见的电气故障，如果不及时采取措施，会导致发电机损坏，给电力系统带来不良影响。
本文将针对该故障提出一些预防措施。
1. 定期检查绝缘状况发电机运行中，绕组的绝缘状况是非常重要的。
如果绝缘削弱或破损，就会发生接地故障，因此应定期检查绝缘状况。
建议每年检查一次，检查时应使用专门的绝缘电器测量工具，以确保绝缘性能符合要求，如果绝缘性能不足，应及时更换或修理。
2. 保持清洁发电机绕组应保持清洁，避免灰尘、杂质等物质进入绕组，影响绝缘状况，触发接地故障。
在检查绝缘状况时，也应同时清理绕组表面的污垢，以保持清洁。
3. 设置绕组过温保护发电机运行中，绕组的温度不应过高，如果温度过高，不仅会影响绕组的绝缘性能，还会使绕组内部短路，搭成接地故障。
为防止绕组过温，可以设置绕组过温保护，当绕组温度超过设定值时，自动切断电源，以避免绕组过热。
4. 使用电容补偿电容补偿是一种常见的防止接地故障的方法。
通过增加电容器的容值，可以增加发电机的耐接地电压，避免接地故障的发生。
电容补偿系统应在发电机的绕组上、下两端均设置电容器，以提供完整的电容补偿。
5. 防止潮湿潮湿环境会导致绝缘材料的绝缘性能大大降低，进而导致接地故障的发生。
因此，在放置发电机的环境中要避免过潮湿的地方。
如果环境的潮湿程度较高，可以采取防潮措施，如设置除湿器等设备，保持环境干燥。
6. 远离有害电波发电机在运行过程中，会产生电磁辐射，会影响到绕组的绝缘性能，为了保证绕组的绝缘性能，要离有害电波的源头远一些，降低电磁干扰的影响。
7. 防止过压和过流当发电机的输出电压和电流超出额定范围时，会对绕组的绝缘性能造成负面影响，因此需要防止过压和过流的发生。
可以通过增加绕组的绝缘强度，增强绝缘防护等方法，以保障绕组的安全稳定运行。
总结发电机定子绕组的单相接地故障是一种严重的电气故障，对生产和生活带来很大的影响。
发电机定子匝间短路事故处理
发电机定子匝间短路事故处理1. 引言1.1 引言发电机定子匝间短路是发电机常见的故障之一，在发电机运行过程中可能会出现。
定子匝间短路事故处理至关重要，能够有效避免事故造成更大损失。
在本文中，我们将详细探讨处理方法、预防措施、责任分析、设备检测以及维护保养等方面的内容，为大家提供全面的指导和帮助。
定子匝间短路事故一旦发生，可能会导致发电机运行异常甚至停机，严重影响电力系统的正常运行。
正确有效地处理此类事故至关重要。
在接下来的我们将介绍不同的处理方法，包括常用的绝缘测量、绝缘恢复等技术手段，帮助读者迅速有效地应对定子匝间短路问题。
预防定子匝间短路事故也是至关重要的。
我们将详细讨论预防措施，包括定期检查、维护保养等工作，帮助读者及时发现潜在问题并加以解决。
在责任分析部分，我们将探讨事故发生时应如何追究责任，以及如何避免类似事故再次发生。
设备检测和维护保养也是不可忽视的环节，我们将介绍相关的技术和方法，帮助读者确保发电机的正常运行和安全性。
通过本文的全面介绍和分析，相信读者们能够更好地了解发电机定子匝间短路问题，并学会有效处理和预防此类事故，提高发电机的运行效率和安全性。
2. 正文2.1 处理方法发电机定子匝间短路是发电机工作过程中常见的故障之一，一旦发生这种故障，需要及时采取正确的处理方法来解决。
下面介绍几种常见的处理方法：1. 当发现发电机定子匝间短路故障时，必须立即停机，并切断电源，确保安全。
然后对发电机进行全面检查，找出故障点所在。
2. 接下来，根据故障具体情况，可以采取修复或更换短路匝的方法。
修复时，需要注意匝间绝缘的处理，确保绝缘性能符合要求。
3. 如果短路匝无法修复，就需要更换匝间。
在更换匝间时，要谨慎操作，确保匝间连接牢固，绝缘完好。
4. 处理完短路匝后，还需进行绝缘测试，确保匝间绝缘性能良好。
5. 在重新投入使用发电机之前，要对发电机进行试运行，确保发电机运行稳定，没有其他故障。
通过以上处理方法，可以有效解决发电机定子匝间短路故障，保障发电机的正常运行。
防止定子绕组相间短路故障措施优选PPT
1)严格教执学行重操作点票和操作监护制度，严防误操作事故。如带负荷拉发电机出
口隔离开关、非同期并列、带接地线合闸等误操作。 2)严防小动物造成发电机出口短路。电缆沟的孔、洞、门窗（尤其是发电机 出口母线和一次设备的网门）应堵死和关闭，防止小动物进入。
4)经常检查发电机接头绝缘有无过热变色、焦枯、流胶流锡以及端部绝缘磨损等异常情况，发现问题，及时处理。 4)经常检查发电机接头绝缘有无过热变色、焦枯、流胶流锡以及端部绝缘磨损等异常情况，发现问题，及时处理。 3)加强对发电机巡视检查，发现发电机有异常声响、有绝缘烧焦味、轴承严重漏油甩油、空气冷却器漏水等异常情况，应立即查明原因，并及时处理。
4)经常检查发电机接头绝缘有无过热变色、焦枯、流胶流锡以及端部绝
3)加强对发电机巡视检查，发现发电机有异常声响、有绝缘烧焦味、轴承严重漏油甩油、空气冷却器漏水等异常情况，应立即查明原因，并及时处理。
教学重点 1)严格执行操作票和操作监护制度，严防误操作事故。
缘磨损等异常情况，发现问题，及时处理。 6)在大修或发电机发生出口短路，非同期并列后，应仔细测量发电机定子绕组直流电阻，测出的直流电阻与出厂或交接时测量的数值比较，相对变化不得大于2%，水轮发电机不应
子绕组直流电阻，测出的直流电阻与出厂或交接时测量的数值比较，相 电缆沟的孔、洞、门窗（尤其是发电机出口母线和一次设备的网门）应堵死和关闭，防止小动物进入。
防止定子绕组相间短路故障措施 3)加强对发电机巡视检查，发现发电机有异常声响、有绝缘烧焦味、轴承严重漏油甩油、空气冷却器漏水等异常情况，应立即查明原因，并及时处理。
3)加强对发电机巡视检查，发现发电机有异常教声学响、难有绝缘烧焦味、轴承严
7.2发电机定子绕组短路故障的保护详解
I ' I ' , I I d 1 2 res
' I ' I 1 2 2
比率制动方程为：
I d K ( I res I res. min ) I d . min , I res I res. min I d I d . min , I res I res. min
Id
K 2故障特性曲线
以上动作方程可用如图所示的比 率制动特性图表示，它在动作方程中 引入了启动电流和拐点电流，制动线 BC 一般已不再经过原点，从而能够 更好地拟合TA的误差特性，进一步提 高差动保护的灵敏度。
I res
C
I d . min
A B
I res. min
α
根据比率制动特性曲线分析：当发电机正常运行，或区外较远的地方发生
外部短路时误动，继电器动作电流应躲过最大不平衡电流，
这样一来，纵差动保护动作电流将比较大，降低了保护的 灵敏度，甚至有可能在发电机内部相间短路时拒动。 为了解决这个问题，考虑到不平衡电流随着流过TA电流的 增加而增加的因素，提出了比率制动式纵差动保护，使动 作值随着外部短路电流的增大而自动增大。
设
值时可切除故障。
2 发电机不完全纵差动保护接线
不完全纵差保护可按此原则选择配置中性点TA的个数：
a / 2 N (a / 2) 1
N——中性点侧每相接入纵差动保护的分支数； a——发电机每相的并联的支路数。
由于发电机不完全纵差动保护仅引入了中性点的部分分支
电流，因此在应用时要注意以 下问题：
短路时，差动电流接近为零，差动保护不会误动。而在发电机内部发生短路 故障时，差动电流明显增大，两侧电流相位接近相同，减小了制动量，从而
电力系统继电保护发电机保护原理
发电机不完全纵差动保护接线
. 由于发电机不完全纵差保护仅引入中性点的部分分支 电流，因此在应用时要注意以下问题：
. (1)TA的误差。发电机机端 和中性点TA的变比不再相 等，不可能使用同一型号 的TA，因此TA引起的不平 衡电流将会增加。
. (2)误差源增加。如分支 参数的一些微小差异。
14
12发电机不完全纵Fra bibliotek动保护接线. 常规纵差动保护引入发电机定子机端和中性点的全部 相电流，在定子绕组发生同相匝间短路时两电流仍然 相等，保护将不能动作。
. 通常大型发电机每相定子绕组均为两个或多个并联分 支。若仅引入发电机中性点侧部分分支电流来构成纵 差动保护，选择适当的TA变比，也可以保证正常运行 及区外故障时没有差流，而在发生发电机相间与匝间 短路时均会形成差流，当超过定值时，可切除故障。 这种纵差动保护被称为不完全纵差动保护。
17
单元件横差动保护基本原理
. 单元件横差动保护动作电流为中性点连线上的电流， 它适用于具有多分支的定子绕组且有两个以上中性点 引出端子的发电机，能反应定子绕组匝间短路、分支 线棒开焊及机内绕组相间短路。
. 实际上发电机不同中性点间存在不平衡电流，原因有 . (1)不同分支绕组参数不完全相同。 . (2)定子气隙磁场不完全均匀。 . (3)转子偏心 . (4)存在三次谐波电流。
电力系统继电保护发电机 保护原理
1
第7章 发电机保护
第1节 发电机的故障、不正常运行状态及保护 第2节 发电机定子绕组短路故障的保护 第3节 发电机定子绕组单相接地保护 第4节 发电机负序电流保护 第5节 发电机的失磁保护 第6节 发电机的失步保护
2
第1节 发电机的故障、不正常运行状态 及保护方式
发电机保护相关知识培训讲解
中流过的电流为外接元件电容电流，方向由 发电机流向母线；
发生外部单相接地时，机端零序电流互感器 中流过的电流为发电机本身的电容电流，方 向由外部流向发电机。
二、利用零序电流构成的发电机定子绕组单相接地保护
① 零序电流互感器装在
CW
发电机出口；
② 采用具有交流助磁的
2I'd nTA
I d.r
2Id nTA
I set
动作
I' d
利用两个分支绕组短路
点存在电势差而产生的
2
I'
1 环流来实现
d
α1≈α2时，环流较小，保护有死区 同相不同分支绕组匝间短路
2.单元件横差动保护基本原理
A
B
C
需具有性能良好的 三次谐波滤过器
Id.r (0.2 ~ 0.3)IgN
四、纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护
1
3. 发电机应装设的保护
8 励磁绕组一点及两点接地保护； 9 失磁保护； 10 励磁绕组过负荷保护； 11 逆功率保护； 12 过励磁保护； 13 失步保护；
3.发电机应装设的保护
14 大容量发电机还应考虑配置低频保护 、过频保护、起停机保护、误上电 保护、断口闪络保护等；
15 发电机的非电量保护，如采用水冷 却的发电机应配置断水保护。
Bα
I
res.min
式中 Krel 1.5 ~ 2
kI.max
Ires
Ier1 0.06Ign
Ier2 0.1Ign
Id.min (0.24 ~ 0.32)Ign 通常取0.3Ign
2
Id
Id.max
7.2 发电机定子绕组短路故障的保护
发电机内部 发电机中性点 相间短路 非直接接地
有二相或三相继 电器同时动作
判定为发电机内部 发生短路故障
判定为TA断线
当两相或两相以上 差动保护动作时
当仅有一相 差动保护动作时
7.2.4 发电机纵差动保护的接线方式 1 发电机纵差动保护的动作逻辑
为了对付发生一点在区内而另外一点在区外接地引起 的同相短路故障，当有一相差动继电器动作且同时有负 序电压时也判定为发电机内部短路故障。
Id .m aK x re (0 .l1 0 .1 K f)Ik .max
可靠系数，取1.暂3~态1.特5；性系数，取最0或大0动.0作5~电0.1流；
7.2.6 发电机横差动保护 1 发电机裂相横差保护基本原理 裂相横差保护——大容量发电机每相都由两个或两个以 上并联分支绕组组成，正常运行时各绕组中电势相等， 流过相等的负荷电流；当同相内非等电位点匝间短路时， 各绕组中电势不再相等，出现因电势差而在各绕组间产 生的环流。利用这个环流可以实现对发电机定子绕组匝 间短路的保护，构成裂相横差保护的原理。
Kres
Iunb.max Ik.max
（3）比率制动特性的制动系数和制动线斜率的整定 制动线线斜率可以用下式表示：
KresIIuk.nm.bmaaxxIrIed..sm miinn
影响差动回路中的最大不平衡电流的因素： 1 总差动保护用两侧TA的10%误差； 2 二次回路参数差异及差动保护测量误差； 3 总差动保护两侧TA暂态特性。
2 纵向零序电压的整定
对纵向零序电压式匝间短路保护进行整定计算的步骤： 1） 对发电机定子的结构进行研究，并估算发生最少匝数 匝间短路时的最小纵向零序电压值； 2 ）据此进行整定和灵敏度校核； 3 ）考虑躲开各种因素引起的不平衡电压。
二道桥7.2事故分析(综合)9
二道桥电站7·2事故调查分析报告二道桥电站于2012年7月2日5点45分，在电站厂房#1发电机组出口开关柜内三相铜排发生三相短路事故，经过抢修于7月8日1：10分#1发电机组并网发电，7月16日上午运行管理人员和业主方事故调查组，召开了7·2事故调查分析会，会议双方一致认为，此事故是柜内空气湿度逐渐增大，空气绝缘大幅降低，直至达到相间击穿的临界状态，造成B C相相间空气绝缘击穿，引发相间短路并进而发展成三相短路。
一、设备事故前运行方式#1、2发电机运行均输出有功负荷20MW，1B、1BC、3BC﹑35KV 系统运行正常，220KV桥竹线运行正常。
厂用电400V，机旁动力屏、空压机动力屏、升压站动力屏均为联络运行。
二、设备事故现象2012年7月2日05:45＇:09＂上位机报“#1F发电机组差动保护动作”、“#1F二级过速保护动作”、“ #1F发电机组紧急停机动作”、“#1F发电机出口断路器1DL 事故跳闸”。
05:45＇:54＂上位机报“主变保护第一套保护差动保护动作。
05:46＇:07＂上位机报“主变保护第二套保护差动保护动作。
“220kV桥竹线线路开关251DL事故跳闸”、“#1F 、#2F发电机出口断路器1DL 、2DL 事故跳闸”、“#1BC 、#2BC厂用变断路器914DL 、915DL事故跳闸”。
厂用电消失，闸首电源消失。
监控画面显示：桥竹线线路断路器251DL、#1F及#2F发电机出口断路器1DL、2DL均在分闸状态，#1BC 、#2BC厂用变断路器914DL 、915DL均在分闸状态。
#1F机组甩负荷20MW事故停机、#2F机组甩负荷20MW至空载。
厂用电消失，闸首电源消失。
三、设备事故处理经过7月2日5：46＇立即将上述情况向省调作了汇报，并申请省调负荷记零，立即通知刘宏以及NO-CALL人员夏小波、徐超启动柴油发电机恢复站内厂用电，同时通知闸首启动柴油发电机控制水位和发电部专工王志平、张有建、徐元刚。
发电机定子匝间短路保护原理
发电机定子匝间短路保护原理嘿，朋友！你知道发电机吗？那可是个超级厉害的东西，就像一个能量巨人，能把各种能源转化成电能，给我们的生活带来光明和动力。
不过这个巨人要是生病了，那可就麻烦啦，特别是定子匝间短路这种毛病，就像巨人的身体里有一根小血管堵住了，虽然刚开始可能不太明显，但要是不及时发现和治疗，那后果可不堪设想呢。
今天我就来给你讲讲发电机定子匝间短路保护原理，保证你听得明明白白的。
咱先得知道发电机定子是个啥。
你可以把发电机想象成一个大蛋糕，定子呢就是这个蛋糕的底盘，它是由好多匝线圈组成的。
这些线圈就像蛋糕底盘里密密麻麻的小管道，电流就在这些小管道里欢快地流淌着。
正常情况下啊，电流就像训练有素的小士兵，整整齐齐地在各自的线圈里前进，给发电机提供稳定的能量。
可是呢，要是定子匝间短路了，那就乱套了。
这就好比蛋糕底盘里有几根小管道突然破了个洞，然后里面的东西就混在一起了。
电流也一样，本来在自己线圈里好好跑着的电流，突然跑到别的线圈里去了。
这时候就会产生好多问题，比如说发电机可能会发热，就像人发烧一样，效率也会大大降低。
那怎么发现这个定子匝间短路的问题呢？这就用到了保护原理啦。
这里面有一种方法叫横差保护。
我给你打个比方啊，假如每个线圈是一个小家庭，正常情况下每个家庭都有自己的收入（电流），互不干扰。
横差保护就像是一个超级管理员，他在每个家庭的门口都装了一个小监测器。
一旦有电流从一个家庭偷偷跑到另一个家庭了，这个小监测器就能发现。
它是通过比较不同支路之间的电流差值来判断有没有短路情况的。
如果这个差值超过了正常范围，就像发现有家庭的钱莫名其妙多了或者少了很多，那肯定是出问题了，这时候保护装置就会像一个勇敢的小卫士一样，立刻跳出来，发出警报，告诉人们发电机定子匝间可能短路了。
还有一种是纵向零序电压保护呢。
想象一下，我们把定子的线圈看成是一个大团队。
正常的时候这个团队非常和谐，他们共同产生的电压是有规律的。
可是一旦有匝间短路，就好像这个团队里有几个人突然捣乱了，整个团队产生的电压就变得不正常了。
发电机差动保护动作原因分析及处理
发电机差动保护动作原因分析及处理一、故障引起的动作1.发电机定子绕组短路故障：当发电机定子绕组发生短路故障时，会导致定子侧电流增大，与励磁侧电流产生差异，从而引起差动保护动作。
处理方法：及时检修发电机定子绕组，修复或更换短路部分，确保绕组正常工作。
2.发电机励磁故障：当发电机励磁系统发生故障时，导致励磁侧电流异常，与定子侧电流产生差异，差动保护会动作。
处理方法：检修发电机励磁系统，修复或更换故障部分，保证励磁系统正常工作。
3.发电机接地故障：发电机的接地故障会导致接地电流的流动，与定子侧电流产生差异，差动保护会动作。
处理方法：及时检修发电机的接地故障，消除接地故障，保证发电机接地正常。
二、误动作引起的动作1.差动保护整定不合理：差动保护的动作电流和动作时间设置不合理，容易造成误动作。
处理方法：根据发电机的额定电流和负荷特性，重新整定差动保护的动作电流和动作时间，确保其准确可靠。
2.误差动作：在差动保护的配电系统中，由于电流互感器的误差或者测量系统的误差等原因，可能会导致差动保护的误动作。
处理方法：检修或更换误差较大的电流互感器，确保测量系统的准确性和可靠性。
三、系统设计不合理引起的动作1.母线电流不平衡：当母线电流不平衡时，会导致发电机差动保护动作。
处理方法：优化系统设计，保证母线电流平衡，减少差动保护的误动作。
2.系统谐波干扰：系统中存在的谐波电流会导致差动保护的误动作。
处理方法：增加谐波滤波器或采用其他谐波抑制措施，减少谐波电流的影响，降低差动保护的误动作率。
总结起来，发电机差动保护的动作原因可能是故障、误动作或系统设计不合理等多种因素的综合作用。
针对不同原因引起的动作，需要采取相应的处理措施，以确保发电机差动保护的准确性和可靠性，保护发电机的安全运行。
发电机的短路保护
发电机的短路保护
方向闭锁转子二次谐波电流匝间短路保护;
一、匝简短路的特点(1)发电机定子绕组一 相匝间短路时，在短路电流中有正序、负序和零 序分量且各序电流相等，同时短路初瞬也出现非
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周期分量。(2)发电机不同相匝间短路时，必将 出现环流的短路电流。(3)发电机定子绕组的线 圈匝间短路时，由于破坏了发电机 A、B、C 三相 对中性点之间的电动势平衡，三相不平衡电动势
由于发电机差动保护不能保护定子绕组匝 间短故障，在发生匝间短路后，若不能及时处理， 则可能发展成为相间故障，造成发电机重大损
坏，因此在大机组中都装设有发电机定子匝间短 路保护，同时也可保护定子绕组断线故障。定子 绕组的保护的原理和构成：1、ห้องสมุดไป่ตู้星形接线的横 查保护;2、定子绕组零序电压原理;3、负序功率
定子和转子回路中产生一系列谐波分量。而且由 于一相中一部分线圈被短接，就可能使得在不同 极性下的电枢反应不对称，也将在转子回路中产 生谐波分量。(5)一相匝间短路时的负序功率的
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方向与发电机其他内部及外部不对称短路时的 负序功率方向相反。
中的零序分量反映到电压互感器时，开口三角形 绕组的输出端就有 3Uo，而一次回路中产生的零 序电流则会在并联分支绕组两个中点之间的连 线形成环流。(4)由于一相匝间短路时，出现负
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电力系统继电保护——7发电机的继电保护
2.1 横差动保护的原理
I I
C
B
A
Ik Ik Ik Ik Ik
Ik
1
2
Ik
（a）
（b）
利用反应两个支路电流之差的原理，可实现对发 电机定子绕组匝间短路的保护。 流入差动电流继电器的电流为 I kd 2 I k / nTA
其中，I kd 1-2
17
2.1 横差动保护的原理
C0G US3 2(C0G C0 S )
正常运行时，发电机中心点侧的三次谐波电压总是 大于发电机端的三次谐波电压
35
N
U 3 N 3L
5.2发电机三次谐波电势的分布特点-有消弧 线圈 E S 有消弧线圈时，假设 基波完全补偿，则 C U C C 2 2 1 3 L (C0G C0 L )
2.3 横差动保护的整定
Iop (0.2 ~ 0.3)I N .G
保护有死区，死区范围跟整定值有关 转子回路两点接地时，横差动保护可能误动作， 但不必在转子回路两点接地时闭锁横差动保护 在投入两点接地保护的同时，横差动保护应切换 至带0.5~1s的延时动作于跳闸，可防止转子回路 偶然性的两点接地时引起的横差保护误动作
21
2.4 不完全差动保护来自不完全纵差保护的复杂性在于如何选择装设CT的并联分 支，这要通过详细的内部故障计算才能确定。
22
7.3 发电机的定子单相接地保护
1. 发电机电压网络的特点-概述
发电机的中性点都是不接地或经消弧线圈接地的 发电机电压网络是指与发电机有直接电联系的各 元件组成的网络，是非直接接地系统
线路的零序电流为：
发电机端口的零序电流为：
3I 0G j3C0GU k 0 j3C0G E A
技能培训专题 发电机定子绕组短路故障的保护(一)
技能培训专题发电机定子绕组短路故障的保护(一)随着社会的发展和科技的进步，电气化程度逐渐提高，发电机作为电力系统的重要组成部分，可谓是功不可没。
但是在使用过程中，常常出现发电机定子绕组短路故障的情况，严重影响发电机的稳定运行。
本文将重点介绍一些关于发电机定子绕组短路故障的保护技能培训专题。
一、发电机定子绕组短路故障的原因1、定子绕组绝缘老化长时间使用之后，定子绕组的绝缘会因老化变得脆弱，容易发生短路故障。
2、绕组接头松动绕组接头是定子绕组的重要组成部分，如果接头松动，会导致电流通过时发热，加速绕组老化并导致短路。
3、过载定子绕组承受过多电流也会导致短路故障。
在设计电机时，需要根据电机的额定功率和负载，合理安排定子绕组的尺寸和容量，以避免过载。
二、发电机定子绕组短路故障的保护技能1、检查定子绕组绝缘状况在发电机投入使用前和定期维护过程中，需要检查定子绕组的绝缘状况。
如果发现老化情况，需要及时更换或维修，以避免故障发生。
2、定期检查绕组接头在定期维护过程中，需要检查定子绕组的接头是否松动。
如果发现接头松动，需要及时紧固以避免电流发热，加速绕组老化并导致短路。
3、合理运行发电机在运行发电机时，需要根据电机的额定功率和负载加以控制，避免过载和长时间工作，减少故障的发生。
4、实行保护装置在发电机中安装过流保护、短路保护等装置，可以及时检测发电机运行状态，预防和避免短路故障的发生。
总之，发电机定子绕组短路故障可以通过加强维护和保养、合理的发电机运行以及加装保护装置等手段进行预防和避免。
希望这篇技能培训专题文章能够为相关工作者提供一些参考和指导。
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（3）整定值。相对于发电机完全纵差保护而言，由于不完 全差动保护的误差增加，在整定时应该考虑适当提高纵差保护 的动作门槛和比率制动系数。
（4）灵敏度。不完全差动保护的灵敏度与发电机中性点分 支上TA的布置位置及TA的多少有密切的关系。在应用不完全 差动前应考虑进行必要的发电机内部短路故障灵敏度分析与 计算。
5 定子绕组同一相的匝间短路故障。
7.2.2 比率制动式纵差动保护
如图所示，图中以一相为例，规定一 次电流以流入发电机为正方向：
当正常运行以及发生保护区外故障时— —流入差动继电器的差动电流为零，继 电器不动作；
当发生发电机内部故障时——流入差动继电器的 差动电流较大，当其超过整定值时，继电器判为 发生了发电机内部故障而作用于跳闸。
7.2.3 标积制动式纵差保护原理
仍以电流流入发电机为正方向，令：
Id I1' I2'
res
I1'I2' cos(180 ), cos(180 ) 0
0, cos(180 ) 0
动作判据为：
Id Ks Ires Id Id.min
7.2.4 发电机纵差动保护的接线方式
1 发电机纵差动保护的动作逻辑
N——中性点侧每相接入纵差动保护的分支数； a——发电机每相的并联的支路数。
由于发电机不完全纵差动保护仅引入了中性点的部分分支 电流，因此在应用时要注意以 下问题：
（1）TA的误差。发电机机端和中性点TA的变比不再相 等，不可能再使用同一型号的TA，因此TA引起的不平衡电 流将会增加。
（2）误差源增加。除了通常的误差以外，不完全差动还 会存在一些特别的误差源：如各分支之间的参数的一些微小 差异（气隙不对称，电机振动等引起的不平衡）。
7.2 发电机定子绕组短路故障的保护
——发电机定子绕组短路故障的特点 ——比率制动式纵差动保护 ——标积制动式纵差动保护 ——发电机纵差动保护的接线方式 ——发电机纵差动保护整定与灵敏度 ——发电机横差动保护 ——纵向零序电压式定子绕组匝间短路保护
7.2.1 发电机定子绕组短路故障的特点
发电机内部短路故障——主要是指定子的各种相间和匝 间短路故障，短路故障时在发电机被短接的绕组中将会出 现很大的短路电流，严重损伤发电机本体，甚至使发电机 报废，危害十分严重，发电机恢复的费用也非常高。
I res
根据比率制动特性曲线分析：当发电机正常运行，或区外较远的地方发生 短路时，差动电流接近为零，差动保护不会误动。而在发电机内部发生短路 故障时，差动电流明显增大，两侧电流相位接近相同，减小了制动量，从而 可灵敏动作。当发生发电机内部轻微故障时，虽然有负荷电流制动，但制动 量比较小，保护一般也能可靠动作。
按照传统的纵差动保护整定方法，为防止纵差动保护在 外部短路时误动，继电器动作电流应躲过最大不平衡电流， 这样一来，纵差动保护动作电流将比较大，降低了保护的 灵敏度，甚至有可能在发电机内部相间短路时拒动。 为了解决这个问题，考虑到不平衡电流随着流过TA电流的 增加而增加的因素，提出了比率制动式纵差动保护，使动 作值随着外部短路电流的增大而自动增大。
设
Id
I1' I2' , Ires
I1' I2' 2
比率制动方程为：
Id K (Ires Ires.min ) Id.min , Ires Ires.min
I
d
I d .min , I res
I res.min
Id
K 2故障特性曲线
C
Id.min A B
α
I res.min
以上动作方程可用如图所示的比 率制动特性图表示，它在动作方程中 引入了启动电流和拐点电流，制动线 BC 一般已不再经过原点，从而能够 更好地拟合TA的误差特性，进一步提 高差动保护的灵敏度。
发电机内部 发电机中性点 相间短路 非直接接地
有二相或三相继 电器同时动作
判定为发电机内部 发生短路故障
判定为TA断线
当两相或两相以上 差动保护动作时
当仅有一相 差动保护动作时
7.2.4 发电机纵差动保护的接线方式 1 发电机纵差动保护的动作逻辑
为了对付发生一点在区内而另外一点在区外接地引起 的同相短路故障，当有一相差动继电器动作且同时有负 序电压时也判定为发电机内部短路故障。
2 发电机不完全纵差动保护接线
不完全纵联差动保护——仅 引入发电机的中性点侧部分 分支电流来构成差动保护， 行及外部故障状态时无差流， 而发电机发生相间与匝间短 路时会形成差流，当超过定 值时可切除故障。
2 发电机不完全纵差动保护接线 不完全纵差保护可按此原则选择配置中性点TA的个数：
a / 2 N (a / 2) 1
Id
K 2故障特性曲线
C
Id.min A B
α
I res.min
I res
（1）启动电流Id.min的整定
整定原则—躲过发电机额定工况下差动回路中的最大不平 衡电流。
Id.min Krel (Ier1 Ier 2 )
这种动作逻辑的特点：单相TA断线时不会误动，因此 可省去专用的TA断线闭锁环节，且保护安全可靠。
2 发电机不完全纵差动保护接线
常规纵差动保护引入发电机 定子机端和中性点的全部相 电流，在定子绕组发生同相 匝间短路时两电流仍然相等， 保护将不能动作。通常大型 的汽轮或水轮发电机每相定 子绕组均为两个或者多个并 联分支，如图所示。
发电机定子单相接地不会引起大的短路电流，不属 于严重短路性故障。
发电机定子的短路性故障归纳起来主要有五种情况： 1 单相接地，再由电弧引发故障点处相间短路； 2 直接发生线棒间绝缘击穿形成相间短路； 3 发生单相接地，再由于电位变化引发其他地点发生另 一点的接地，从而构成两点接地短路； 4 发电机端部放电构成相间短路；
7.2.5 发电机纵差动保护整定与灵敏度 1 差动保护灵敏度系数的定义与校验
根据规程规定，发电机差动保护的灵敏度是在发电 机机端发生两相金属性短路情况下差动电流和动作电流 的比值，要求Ksen≥1.5。
2 纵差动保护的整定
由图可见，具有比率制动 特性的差动保护的动作特性 可由A、B、C三点决定。对 差动保护的整定计算实质上 就是对Id.min、Ires.min及K的 整定计算。