发电机匝间短路保护.doc

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1、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。定子绕组的保护的工作原理和构成：　　1、双星形接线的横查保护;　　2、定子绕组零序电压原理;　　3、负序功率方向闭锁转子二次谐波电流匝间短路保护;　　本厂1、2号发动机匝间短路是由负序过流保护动作完成的。负序过流保护是发电机运行时发生不对称短路、发电机匝间短路引起发电机三相电势不平衡，而产生发电机定子负序电流过流，引起转子表面发热。本厂1、2号发动机负粗

2、电流不得大于8℅IN。　　同步发电机的匝间短路保护　　山于纵差动保护不反应发电机定子绕组一相匝间短路，因此，发电机定子绕组一相匝间短路后，如不能及时处理故障，则可能发展成为相间故障，造成发电机的严重损坏。因此，在发电机上(尤其是大型发电机)应装设定子匝间短路保护。　　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

3、平衡，三相不平衡电动势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，出现负序分量，它产生反向旋转磁场，因而在转子回路中感应出二倍频率的电流，转子中的电流反过来又在定子中感应出其他次谐波分量，这样，定子和转子反复互相影响，就在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方向与发电机其他内部及外部不对称短路

4、时的负序功率方向相反。　　大型汽轮发电机匝间短路保护必要性探讨　　1　发电机故障之一　　陡河发电厂7号发电机为哈尔滨电机厂产品，型号为QFSN—200—2，额定容量为235MVA，定子额定电压为15.75kV，定子额定电流为8625A，冷却方式为水氢氢，该机于1986年11月22日正式投运。　　1.1　故障情况　　1987年1月8日5时8分，7号发电机差动保护装置、发电机—变压器组差动保护装置动作，跳开主开关，发电机解列。停机后检查定子绕组发现：　　a.第40槽下线棒励磁侧(简称励侧)A相分支引出线全部烧断(实心24股、空心6股)，与之短路的B相分支

5、引出线(19槽上线棒)烧断20股;　　b.励侧第3，7两槽上端部线棒水接头烧断，第2，4，5，6，8槽励侧上端部线棒水接头烧成洞，以上7槽均属C相;　　c.励侧第11，12，13，14，15槽上端部线棒水接头绝缘开裂，上述线棒均属A相。　　1.2　故障分析　　从定子绕组的损坏状况分析，此次事故是机端相间短路和匝间短路同时出现，动作于掉闸的是差动保护。匝间保护由于有0.5s的延时，无法判断其是否启动。从这次事故看，发电机定子绕组一旦出现故障，很可能伴随出现几种类型的故障，任何延时动作都将使损坏程度严重扩大，而有延时的保护在其它保护先动作的情况下，就不能

6、判断其是否动作，这不利于分析故障和避免发电机受损，所以应针对各种类型的故障装设各种类型的主保护。　　2　发电机故障之二　　1990年12月6日2时29分，7号机又发生定子绕组短路事故(参见图2)。　　2.1　事故后检查试验情况　　a.所有风筒内均有积油，定子端部表面有油迹。　　b.励侧22号绝缘盒引水管锥形绝缘根部与涤玻绳间有30mm长的放电痕迹，25号绝缘盒与引水管锥形绝缘间存在约2mm的缝隙，可见铜导线，且有爬电痕迹，38号、39号绝缘盒与引水管锥形绝缘间有明显的放电痕迹。　　c.端部引线V6和W2固定夹板的3个螺丝松动，绝缘已被磨损，在其周围有

7、如腻子状的磨粉，发生引线绝缘磨损共有6处。　　d.引水管锥形绝缘处电位外移的试验情况：外加直流7875V励侧接头有外移的12个，汽轮机侧(简称汽侧)接头有外移的6个，外移电压最大值为6600V，最小值为3300V。　　e.检查汽侧2号、53号绝缘盒之间的涤玻绳后表明，系绳内烧穿，已越过1号、54号接头，通过绳内部形成导电通路。　　f.端部固有振动频率测量情况为：线圈位置用时钟表示，励侧1点处外引线固有频率106.25Hz，7点处外引线固有频率为112.5Hz;汽侧5号引水管接头固有频率为111.24Hz，其它各测点的固有频率均远离倍频。　　g.接头锥

8、形绝缘耐压试验结果为：励侧30号、32号接头电位外移严重，交流耐压试验时分别在4800V和4000V击穿，打