[科普中国]-匝间保护

发电机匝间保护一般用于发电机内部匝间短路、分支开焊、同相不同分支短路的主保护，也可用于对中性点不对称的相间短路故障的保护。当发电机发生内部匝间短路等故障时，保护经一定的延时发出信号并跳闸出口。

简介现代大型发电机的定子绕组不可避免在定子同一槽的上、下层线棒会出现同相不同匝数的定子线棒，这就必然导致发电机定子绕组的匝间短路故障，为此大型发电机要装匝间保护。

高压并联电抗器大多采用分相式结构，电抗器的主要故障形式为匝间短路或单相接地。但是，当短路匝数很少时，一相匝间短路引起的三相电流不平衡有可能很小，很难被保护装置检测出；由于差动保护从原理上不反应匝间短路故障，本装置采用新原理的匝间保护，能灵敏地反映电抗器的匝间短路及单相接地故障。正确区分电抗器的内、外部故障，对于电抗而对于外部故障等非正常运行工况，保护可靠不动作。

另外，匝间保护还设有电抗器空充处理元件，以消除零序不平衡电压、电流中的低次谐波的影响，保证正常空充、非全相空充以及空充外部故障时，保护可靠不误动，而在空充内部故障时，保护灵敏快速动作。1

发电机匝间短路保护装置BFZ-1发电机匝间短路保护装置，用作发电机匝间、同相不同分支间短路的主保护和（对中性点）不对称的相问短路的后备保护。供电给装置的电压互感器断相时，保护会误动作，因此要有BDX-3型断相闭锁装置与本装置配合使用。

匝间短路保护装置是利用发电机内部匝间短路或分支间短路时产生的零序电压动作，切除短路故障。为了防止因接地故障时出现零序电压使保护装置误动作，采用了电压互感器高压侧中性点不接地，而与发电机中性点直接连接，发电机中性点经消弧线圈或避雷器接地。采用这种接线后，出现接地故障时，电压互感器开口三角侧不会出现零序电压，仅在发电机出口三相电压不对称（即匝间、分支间或相间不对称短路）时才出现零序电压。

在发电机正常运行或外部短路时，互感器开口三角绕组输出一个三次谐波电压，当发电机出口短路时此电压可能高达10~20伏。因此要使保护有高灵敏度（即整定电压很小）必须考虑下述两点；保护中要有一个滤过比较高的三次谐波滤过器，必须选用误差小的电压互感器尽量减小不平衡电压。

匝间短路保护装置由电压形成回路、测量回路、时间回路、闭锁回路、出口信号回路、试验回路及电源回路组成。原理见下图。2

匝间保护构成方式匝间保护的构成通常有以下几种方式：

1、横差保护：当定子绕组出现并联分支且发电机中性点侧有六个引出头时采用。横差保护接线简单、动作可靠、灵敏度高。（单元件式、裂相式）

2、零序电压原理的匝间保护：采用专门电压互感器测量发电机三个相电压不对称而生成的零序电压，该保护由于采用了三次谐波制动故大大提高了保护的灵敏度与可靠性。

3、负序功率方向匝间保护：利用负序功率方向判断是发电机内部不对称还是系统不对称故障，保护的灵敏度很高，近年来运行表明该保护在区外故障时发生误动必须增加动作延时，故限制了它的使用。3

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所