在正常情況下，兩個(gè)繞組中的電動(dòng)勢(shì)相等，各提供一半的負(fù)荷電流，當(dāng)一組繞組中發(fā)生匝間短路時(shí)，兩個(gè)繞組的電動(dòng)勢(shì)就不再相等，因而會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)差而產(chǎn)生一個(gè)均衡電流，在兩個(gè)繞組中環(huán)流，因此利用反映兩個(gè)支路電流之差的原理，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間的保護(hù)，既橫差動(dòng)保護(hù)。此保護(hù)靈敏度較低。

縱向零序電壓(3PT斷線閉鎖)和負(fù)序功率方向閉鎖(1PT斷線閉鎖)，動(dòng)作出口全停二切除發(fā)電機(jī)定子匝間短路，瞬時(shí)跳開(kāi)機(jī)組。理論分析表明，匝間環(huán)流值甚致超過(guò)機(jī)端三相短路電流，因此定子繞組匝間短路是發(fā)電機(jī)不容忽視的一種嚴(yán)重故障形式。

發(fā)電機(jī)定子內(nèi)部接線示意圖

我們廠的發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)的動(dòng)作原理是負(fù)序功率方向閉鎖(負(fù)序功率指向系統(tǒng)匝間保護(hù)開(kāi)放，正常運(yùn)行閉鎖匝間保護(hù))、3PT斷線閉鎖的定子縱向零序電壓保護(hù)：

(1)引入縱向零序電壓3PT的開(kāi)口三角形電壓3U0，作為匝間短路保護(hù)的主判據(jù)。

(2)引入機(jī)端電壓和電流構(gòu)成負(fù)序功率方向閉鎖。

(3)引入縱向(專用)3PT的電壓，構(gòu)成PT斷線閉鎖保護(hù)

(4)動(dòng)作電壓Pu=0.03  延時(shí)0.2s。

工作原理

其繼電器輸入電壓接于機(jī)端專用PT(我們廠的是3PT)的開(kāi)口三角形繞組側(cè)，為躲開(kāi)定子接地時(shí)的橫向(機(jī)端各相對(duì)地)零序電壓，確保準(zhǔn)確獲取縱向零序電壓，此初級(jí)繞組接成星形，其中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接相連，并采取不接地方式，采集的是發(fā)電機(jī)三相分別對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓的和。按此接線后，在發(fā)電機(jī)出口發(fā)生單相接地時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓將會(huì)升高到相電壓，為此，壓變初級(jí)繞組絕緣要求按全電壓水平構(gòu)成。

該保護(hù)反應(yīng)縱向零序電壓，用負(fù)序功率方向區(qū)分區(qū)內(nèi)、區(qū)外的故障，當(dāng)區(qū)外故障造成三相電壓不平衡時(shí)閉鎖匝間保護(hù)動(dòng)作，用斷線閉鎖來(lái)防止3PT斷線時(shí)的誤動(dòng)。

注意：定子接地保護(hù)中的PT中性點(diǎn)接地，與匝間保護(hù)用PT接法不同，接地故障時(shí)各相對(duì)中性點(diǎn)電壓是不變的，而對(duì)地電壓卻發(fā)生了變化，此時(shí)定子接地保護(hù)動(dòng)作，而匝間保護(hù)不動(dòng)作，因此兩個(gè)保護(hù)動(dòng)作原理不一樣。

保護(hù)動(dòng)作情況

發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行或外部相間短路時(shí)，由于機(jī)端電壓無(wú)零序電壓分量，開(kāi)口三角形繞組反映的只是不平衡電壓，繼電器可從定值上考慮躲過(guò)，故保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。

發(fā)電機(jī)定子繞組或外部發(fā)生接地故障時(shí)，機(jī)端三相對(duì)中性點(diǎn)電壓仍保持對(duì)稱。雖然此時(shí)故障相對(duì)地電壓為零，機(jī)端三相對(duì)地電壓已不再對(duì)稱，亦即有橫向(相對(duì)地)零序電壓出現(xiàn)，但由于該保護(hù)的PT一次繞組中性點(diǎn)并不接地，對(duì)橫向零序電壓并不反映，開(kāi)口三角繞組反映的乃是各相對(duì)中性點(diǎn)的零序電壓(即縱向零序電壓)，故開(kāi)口三角繞組輸出仍為不平衡電壓，保護(hù)也不會(huì)動(dòng)作。

當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路或?qū)χ行渣c(diǎn)不對(duì)稱的各種相間短路時(shí)，發(fā)電機(jī)機(jī)端三相對(duì)中性點(diǎn)電壓的對(duì)稱性遭到破壞，由此出現(xiàn)縱向零序電壓，保護(hù)動(dòng)作。

為提高可靠性，在匝間保護(hù)中還可引入負(fù)序功率方向元件作為閉鎖。另外，為防止在該P(yáng)T原方回路發(fā)生一相或兩相斷線時(shí)(如熔斷器熔斷)開(kāi)口三角繞組將會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)相電壓的不平衡電壓，或在該P(yáng)T負(fù)方另一星形繞組回路發(fā)生一相或兩相斷線時(shí)，由于三相磁通不平衡，開(kāi)口三相繞組也會(huì)出現(xiàn)較大不平衡電壓，可能造成保護(hù)誤動(dòng)，因此專門配置了電壓回路斷線閉鎖回路。