浅析定子匝间短路保护

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1、浅析定子匝间短婚保护保定热电厂#8、#9机组采用发一变一线组单元接线，其主保护包括发变组差动保护、发电机差动保护、定子匝间保护、定子接地保护、转子两点接地保护等。其中，定子匝间保护主要反应定子匝间绕组短路的故障，如果定子匝间保护动作，将会发出保护报警并伴随着解列灭磁、主汽门关闭、锅炉MFT，从而导致机、电、炉全停事故的发生，其危害之大和重要性是可想而知的，必须引起我们的高度重视。下面我们重点谈谈定子绕组匝间保护的原理及动作情况：定子匝间保护反应发电机纵向零序电压的基波分量。“零序”电压取自机端专用电压互感器的开口三角型绕组，此互感器的中性点与发电机中性点通过高压电缆相连

2、。“零序”电压中三次谐波不平衡量由付氏滤波器滤除。保护以纵向“零序”电压中三次谐波特征量的变化来区分内部和外部故障，并能准确、灵敏地反应内部匝间故障，同时防止外部短路时保护误动。它采用可靠的电压平衡继电器作为互感器断线闭锁环节，能防止专用电压互感器断线时保护误动作。保护分两段：I段为次灵敏段：动作值必须躲过任何外部故障时可能出现的基波不平衡量，保护瞬时动作于出口。II段为灵敏段：动作值可靠躲过正常运行时出现的最大基波不平衡景，并利用“零序”电压中三次谐波不平衡景的变化来进行制动。保护可带0.1〜0.5秒延时动作出U以保证其可靠性。保护引入专用电压互感器幵口三角绕组的零序

3、电压，及电压平衡继电器用2组PT的电压量。逻辑图如下定子绕组零序电压原理的匝间短路保护是利用零序电压3U0,它取自极端专用PT开门三角，专用PT—次侧的中性点必须与发电机中性点直接连接，而不再直接接地的目的是为了防止发电机内部或外部发生单相接地故障时，匝间短路保护动作。故采用中性点不接地的方式，可以保证只有当发电机内部发生匝间短路或者发生对中性点不对称的各种相间短路时，定子匝间短路保护能正确动作。由于发电机在制造上的原因，正常运行时会出现三次谐波电动势，这就使得在正常运行或外部故障时，在电压互感器开口三角绕组上出现较大的零序电压。因此，在构成零序电压匝间短路保护时，为了

4、提高灵敏度须设置三次谐波滤过器（付氏滤波器）。为防止专用电压互感器因断线在开U三角绕组侧出现很大的零序电压使继电器动作，还须装设断线闭锁元件。在断线时，自动闭锁使保护退出工作，并发出告警信号。下面以实际事例加以说明：2003年11月9日10:40#9机并网前进行电气试验，当合上MK开关，机端电压升至13.8kv状态下，DCS及返回屏上来“匝间短路（受制灵敏）”光字牌，MK跳闸，汽机主汽门关闭。1、原因分析：（1）异常情况发生后，电气人员判断为发电机定子匝间短路保护动作，经现场检查#9发变组系统未见异常，联系电气保护班检查确认为专用PTC相二次插头有一条动力线接触不良，经

5、处理后正常。（2）分析经过：查找故障过程中，保护班要求将匝间保护出口压板解除，并手动缓慢升起机端电压，当机端电压升至8KV时，匝间短路（受制灵敏）保护再次动作发牌，保护装置实测值为4.05v,而保护匝间短路（受制灵敏）整定动作值为4v，因此保护装置准确动作，延时0.1〜0.5s发“匝间短路（受制灵敏）”光字牌，动作跳MK,关汽机主汽门。在仔细对#9发变组系统检查时，发现用万用表测量发电机专用PTC拒二次开口三角出线柱c相与其二次插头处c相不通，拆开发现二次插尖处c相动力线虚接，正因为此动力线虚接导致本应在电压升起时，周期性变化的信号，受到干扰而使信号失真，从而导致开u三

6、角电压实测值高于真实值而达到保护动作值，使保护动作。2、处理方法：当发电机定子匝间短路保护动作后，及时汇报单元长及专工，对发电机系统进行仔细检查，并联系电气检修处理。当汽机重新挂闸后，经单元长同意解除定子匝间保护压板。用手动介起机端电压，经电气保护班查明故障点后，及时处理，将专用PTC柜二次虚接的c相绕组重新接好，经测试c相通，汇报单元长及车间，投入匝间保护压板。重新升压后，机组并网后运行正常。2、事件引起的反思：此次事故发生的主要原因是由于专用PTC柜二次插头接触不良导致定子匝间保护误动，这就要求我们今后在进行设备的操作中不要用力过大，减少对二次插头插拔的频繁操作，加

7、强设备的维护及检查，掌握继电保护动作的情况，并做好各种事故预想，做到有备无患。当发生主保护动作时，应及时联系机、炉配合电气处理事故，在单元长的统一调度下相互协调，迅速判断分析故障原因，查找故障点，配合检修人员排除故障点，以最快的速度恢复机组正常运行。正常运行时，电气人员要积极做好事故预想，对突发事件要有心理准备，熟悉并掌握有关发电机主保护的动作情况及原理，做到心中右数，记录好保护动作的时间及各种现象，以便事后进行事故分析、总结，吸取事故的经验和教训，确保日后类似事件发生时能够快速准确地进行处理，保证#8、#9机组稳定运行。李晓中赵怡娟一一