横联差动保护技术优化方案

当发电机定子绕组为双星形接线,且中性点有6个引出端子时,匝间短路保护一般采用横联差动保护(简称横差保护),原理如图11-5所示。

发电机定子绕组每相两并联分支分别接成星形,在两星形中性点连接线上装一只电流互感器TA,DL-11/b型电流继电器接于TA的二次侧。DL-11/b电流继电器由高次谐波滤过器(主要是三次谐波)4和执行元件KA组成。

在正常运行或外部短路时,每一分支绕组供出该相电流的一半,因此流过中性点连线的电流只是不平衡电流,故保护不动作。

图11-5　发电机定子绕组单继电器式横差保护原理接线图

若发生定子绕组匝间短路,则故障相绕组的两个分支的电势不相等,因而在定子绕组中出现环流,通过中性点连线,该电流大于保护的动作电流,则保护动作,跳开发电机断路器及灭磁开关。

由于发电机电流波形在正常运行时也不是纯粹的正弦波,尤其是当外部故障时,波形畸变较严重,从而在中性点连线上出现三次谐波为主的高次谐波分量,给保护的正常工作造成影响。为此,保护装设了三次谐波滤过器,降低动作电流,提高保护灵敏度。

转子绕组发生瞬时两点接地时,由于转子磁势对称性破坏,使同一相绕组的两并联分支的电势不等,在中性点连线上也将出现环流,致使保护误动作。因此,需增设0.5～1s的动作延时,以躲过瞬时两点接地故障。切换片XS有两个位置,正常时投至1～2位置,保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时,XS切至1～3位置,使保护具有0.5～1s的动作延时,为转子永久性两点接地故障做好准备。

横差保护的动作电流,根据运行经验一般取为发电机额定电流的20%～30%,即(www.xing528.com)

保护用电流互感器按满足动稳定要求选择,其变比一般按发电机额定电流的25%选择,即

式中 IG.N——发电机额定一次电流。

这种保护的灵敏度是较高的,但是保护在切除故障时有一定的死区。

(1)单相分支匝间短路的α较小时,即短接的匝数较少时。

(2)同相两分支间匝间短路,且α1=α2,或α1与α2差别较小时。

横差电流保护接线简单,动作可靠,同时能反应定子绕组分支开焊故障,因而得到广泛应用。