发电机定子绕组的匝间保护分析.pdf

第11期(总第93期)
中国水能及电气化
No 11. 93)
2012年11月
China Water Power&Electrification
Nov.,2012
发电机定子绕组的匝间保护分析
胡兰芳,傅元秀,卢任文
华自科技股份有限公司,湖南长沙410205)
摘要:以某水电站发电机定子绕组匝间击穿故障为例,分析了发电机的差动拒动问题。综述了
发电机定子绕组匝间短路的横差保护方法、不完全纵差保护方法、ニ次谐波保护方法、零序电
压保护方法的原理和适用性。
关键词:发电机;定子绕组;差动拒动;匝间保护
中图分类号:TV734.2文献标识码:A
文章编号:1673-8241(2012)11-006404
Research on Generator Stator Winding Iinter-turn Protection
HU Lan-fang, FU Yuan-xiu, LU Ren-wen
(Huazi Technology Co, Ltd, Changsha, 410205, China)
Abstract: The inter-turn breakdown failure of a hydropower station enerator stator winding was taken as an example for
analyzing the genera or ifn ia refsal movement problem. The rinciples and applicability of transverse differential
pro ection method, incomplete lon tuina i rnal rotection method, seconary harmonic protection method and zero
sequence voltage protection method of inter-turn short circuit of generator stator winding were described.
Key words: generator; stator winding differential refusal movement: inter-turn protection
西南地区某水电站新装机2X5MW冲击式线路组接线,一回110kV出线。
水轮发电机,两台发电机与一台变压器组成扩
两台发电机分别配置了发电机差动保护
大单元接线。发电机出口电压6.3kV,主变压单元DMP320CF、发电机后备保护測控单元
器为双卷,升高侧电压为110kV,采用变压器DMP321CF和发电机失磁接地保护測控单元
收稿期:2012-0801
作者简介:胡兰芳(97),女,工程师,主要从事电气二次设备设计、项目技术支持及计算机监控系统的研究及项目管理工作。
E-mail:583114768(@gq.com
64中に水制及电气化 CHINA WATER POWER& ELECTRIFICATION
设计施工与运营管理
Design, Construction &Operation Management
DMP3235F。在1#机组发电试运行时发电机成相匝间短路,当发电机组定子绕组一相匝间短路
功准同期并网,在准备加负荷时主变高压侧断后,如不能及时处理故障,则可能发展成为柑间
路器跳阐。
故障,甚至发展成绕组对铁芯的短路,造成发电
通过对1#发电机组的现场勘测发现,该机组的严重损坏。因此,对于发电机组,尤其是
发电机定子绕组端部由于绝缘损伤而发生匝大型发电机组,应装设定子峘间短路保护
间短路,有明显的击穿烧焦点,烧伤面积约
定子绕组相间或匝间绝缘的破坏,会形成
3.5~4cm2。定子匝间短路是发电机内部的故严重的相间或匝间短路。对于相间短路,国内
障,应该有发电机差动保护动作,跳开1#发外均装设纵联差动保护装置,但纵联差动保护
电机的断路器。但这次匝间短路故障时,发电不能反应匝间短路。当发生匝间短路时,发电
机的差动保护没有动作,即发生了差动拒动,机持续被峘间短路电流损伤,定子铁心严重烧
导致发电机定子绕组击穿。
坏,直至故障发展到相间短路,纵差保护才动
作,这种案例时有发生。
1差动拒动
发电机定子绕组均为星形连接,正常情况2匝间保护方法
下,每相定子线圈进线端和尾端(星点)电流是2.1横差匝间短路保护
一样的。但当定子线圈相间短路产生对铁芯放电
横差保护方法有两种类型,即单元件零序
等故障时,定子线圈进线端和尾端(星点)电流电流横差保护和裂相横差保护。单元件横差保
发生变化(炳端电流不同),接在进线端和尾端护适用于发电机每相绕组由2个(或2个以上)
(星点)的电流互感器就会产生电流差,引起差分支绕组组成,而且每个分支绕组都要有引出
动保护动作跳闻,实现差动保护。
端子,其接线原理如图1所示。单元件横差保
这次故障分析时认为,由于定子绕组是绝护是发电机定子绕组匝间短路(同分支匝间短
缘受损伤而击穿,但击穿在匝间,击穿时短路路及同相不同分支之间匝间短路)、线端开焊
电流不大,不能达到设置的差动门槛值0.5n,的主保护,也能保护定子绕组相间短路,但由
故发电机差动保护没有动作。为了验证这个论于死区较大,不能代替纵差保护。
点,对发电机差动保护单元进行了现场测试,
裂相横差保护是在每相分支绕组上装设2
在差动门槛值加到0.5n时,跳闸继电器正常出个电流互感器和1个微机继电保护装置,构成
口,发电机差动保护单元是完好的。
測试结果表明,将差动保护的门槛值设
置为0.5/n不会引起差动拒动。因为,定子绕组
发电机
同相的匝间短路虽然会引起短路电流的增大,
但是每相定子线圈进线端和尾端(星点)电流
是同时增大的,不会产生电流差,所以差动保
护不会动作,即差动保护不能保护定子绕组同
相的匝间短路。只有配置定子绕组匝间短路保
→跳闸
护,才能解决这个问题。
差保护单元
由于纵差动保护不反应发电机定子绕组
图]单元件横差保护原理
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