发电机内部相间短路纵差保护的灵敏度分析

图6 纵差差流随(短路)过渡电阻变化曲线

图7 (纵差)灵敏度随过渡电阻变化曲线

　　另一种最不利情况为短路回路电势最小，即B1支路1匝(靠近中性点)对A1支路中性点相间短路故障，图8为差流随过渡电阻的变化关系曲线。从图8可知，此时过渡电阻对纵差差流影响很大，当Rg从0增大到0.025 Ω时，差流Icd减少了约4倍(即从21 055 A 减少到 5 405 A)。 两种方案的灵敏度随过渡电阻的变化关系曲线如图9示。从图9可知，当过渡电阻很小时，由于此时短路电流很大，纵差保护呈现制动特性。当灵敏系数Ksen=2.0时，方案1所对应的Rgcr为0.027 Ω， 方案2对应的Rgcr为0.041 Ω，大大低于图7中的临界过渡电阻值，即过渡电阻对该种故障影响很大，或保护的动作对过渡电阻很敏感。

图8 纵差差流随过渡电阻变化曲线

图9 灵敏度随过渡电阻变化曲线

4　结论
　　从以上计算可见，比率制动式纵差保护对发电机内部相间短路有较高灵敏度，可以对绝大多数内部相间短路起到保护作用。若不考虑过渡电阻，则任何相间故障都能使保护可靠动作，Iop0　取稍大也无妨。若考虑过渡电阻，则Iop0　取较小可增加保护灵敏度，或者说保护可以反应经较大过渡电阻短路的故障。同时可见，过渡电阻对纵差差流和灵敏度也有较大影响，尤其当位于中性点附近短路匝数较少时。所以，比率制动式纵差动保护的死区一般是位于靠近中性点附近经过渡电阻短路的情况，死区大小既与短路匝比有关，也与过渡电阻的大小有关系，具体分析要通过内部故障的详细计算才能进行。
　　需要指出的是比率制动式纵差保护只对内部相间短路起保护作用，对于内部匝间短路却无能为力，必须增设发电机定子绕组匝间短路保护装置。

本项目得到国家教育委员会博士点基金资助，项目编号为：9528619

作者简介:　屠黎明　男，1972年生，电机专业博士，从事电站电气设备的故障诊断和保护研究。
　　　　　　吴济安　男，1960年生，总工，高工，电力系统及其自动化专业硕士，从事大机组故障诊断与继电保护研究。
　　　　　　胡敏强　男，1961年生，电机专业博士，从事大型电机设计和运行、电机物理场和电气故障诊断教学和科研。

作者单位:
屠黎明　胡敏强　东南大学电气工程系．210096．南京)　
吴济安 南京电力自动化设备总厂．210003．南京)

参考文献
1　国家电力调度通信中心组编.发电机变压器继电保护应用.北京：中国电力出版社，1998
2　王维俭.电气主设备继电保护原理和应用.北京：中国电力出版社，1996
3　高景德，王祥珩.交流电机的多回路理论.清华大学学报(自然科学版)，1987，27(1)
4　胡敏强，屠黎明，林鹤云，吴济安.水轮发电机定子绕组内部故障稳态电量仿真及其规律探讨.中国电机工程学报(已录用)
5　林鹤云，屠黎明，胡敏强.大型水轮发电机回路参数的有限元计算.中国电机工程学报，1998，18(4)：258～261

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