发电机横联差动保护方案介绍

容量较大的发电机每相都有两个或两个以上的并联支路。同一支路绕组匝间短路或同相不同支路的绕组匝间短路，都被称为定子绕组的匝间短路。发生定子绕组的匝间短路时，纵联差动保护往往不能反映故障，故对于发电机定子绕组的匝间短路，必须装设专用保护。

在大容量发电机中，由于额定电流很大，其每相都是由两个或两个以上并列的分支绕组组成的。在正常运行时，各绕组中的电势相等，流过相等的负荷电流。当同相内非等电位点发生匝间短路时，各分支绕组中的电势就不再相等，由于出现电势差而在各绕组中产生环流。利用这个环流，即可实现对发电机定子绕组匝间短路的保护，即横联差动保护。

以每相具有两个并联分支绕组为例，当某一个分支绕组内部发生匝间短路时，由于故障支路和非故障支路的电势不相等，其电流分布如图5−2−4（a）所示，因此会产生环流 I k，而且短路匝数α 越多，环流越大，而当α 较小时，环流也较小。或者，当同相的两个并联分支绕组间发生匝间短路时，其电流分布如图5−2−4（b）所示，若α1≠α2，则两个支路的电势差将分别产生两个环流 Ik′和 Ik′，当然如果 α 1−α 2之差很小，则环流也会很小。

图5−2−4　发电机绕组匝间短路的电流分布

（a）某一绕组内部匝间短路；（b）同相不同绕组匝间短路

横联差动保护原理如图5−2−5所示，电流互感器装于发电机两组星形中性点的连线上。当发电机定子绕组发生各种匝间短路时，中性点连线上有环流流过，横联差动保护动作。但是当同一绕组匝间短路的匝数较少，或同相的两个分支绕组电位相近的两点发生匝间短路时，由于环流较小，保护可能不动作。因此，横联差动保护存在死区。该保护还能够反映定子绕组分支线开焊以及机内绕组相间短路。

图5−2−5　横联差动保护原理

采用这种接线方式，当发电机出现三次谐波电势时，三相的三次谐波电势在正常状态下接近同相位。如果任一支路的三次谐波电势与其他支路不相等，就会在两组星形中性点的联线上出现三次谐波的环流，并通过互感器反映到保护中，这是人们所不希望的，因此，横联差动保护需要采用三次谐波过滤器，以滤掉三次谐波的不平衡电流。

发电机相间短路保护定值 整定

发电机相间短路保护 调试

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