二灘水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障的電氣特征及在線監(jiān)測(cè)

郭玉恒，王思良，任保瑞，郝亮亮，陳 俊，張琦雪

（1. 二灘水力發(fā)電廠，四川省攀枝花市 617000；2.北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，北京市 100044；3.南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇省南京市 211102）

0 引言

水輪發(fā)電機(jī)故障及異常工況的在線監(jiān)測(cè)是目前的研究熱點(diǎn)[1]，轉(zhuǎn)子繞組匝間短路是大型水輪發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的一種電氣故障，近年來(lái)對(duì)該故障的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮。輕微的短路故障不會(huì)給發(fā)電機(jī)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，但若不對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)而任其不斷惡化，將會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁電流增大、輸出無(wú)功能力降低及機(jī)組振動(dòng)加劇等不良后果。故障還有可能惡化為發(fā)生在勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子本體之間的一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地故障，嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)燒傷軸頸、軸瓦，給發(fā)電機(jī)組及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大的威脅[2]。

二灘水電站的水輪發(fā)電機(jī)也曾發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障，在2015年對(duì)1號(hào)機(jī)組進(jìn)行交流阻抗及功率損耗測(cè)量中，經(jīng)過(guò)反復(fù)檢查確定了共18個(gè)磁極交流阻抗值偏低，存在匝間短路現(xiàn)象。隨后電廠對(duì)6個(gè)交流阻抗值最低的磁極進(jìn)行了更換，但其余12個(gè)磁極交流阻抗值仍然偏低，需要擇機(jī)進(jìn)行更換。為避免這些存在安全隱患的磁極故障惡化，需要進(jìn)行持續(xù)有效地監(jiān)測(cè)。

除因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組自身加工工藝不良以及絕緣缺陷等引起的轉(zhuǎn)子匝間短路外，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)勵(lì)磁繞組承受的離心力會(huì)造成各繞組之間的擠壓及移位變形、轉(zhuǎn)子繞組的熱形變、通風(fēng)不良引起的局部過(guò)熱及金屬異物等，是實(shí)際中導(dǎo)致轉(zhuǎn)子匝間短路故障的重要原因，且多在發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生。

如果能夠在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)對(duì)二灘轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處于萌芽期的小匝數(shù)早期故障，監(jiān)視其發(fā)展并確定是否需要檢修，就能避免輕微的故障惡化成為嚴(yán)重的匝間短路或轉(zhuǎn)子接地故障。這對(duì)保障發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行具有重要的意義，有必要深入研究并實(shí)現(xiàn)二灘水電站的水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的在線監(jiān)測(cè)。

本文首先基于交流電機(jī)的多回路分析法[3]，實(shí)現(xiàn)了對(duì)二灘水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障的數(shù)字仿真，并據(jù)此得到了故障的電氣特征。采用故障錄波TA所提供的定子分支電流和相電流，得到了定子不平衡電流，實(shí)現(xiàn)了故障的在線監(jiān)測(cè)。開(kāi)發(fā)了在線監(jiān)測(cè)裝置，根據(jù)相關(guān)錄波數(shù)據(jù)對(duì)監(jiān)測(cè)定值進(jìn)行了整定，靈敏性分析表明，裝置能實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的靈敏監(jiān)測(cè)。

1 二灘發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障的仿真

1.1 轉(zhuǎn)子匝間短路故障的數(shù)學(xué)模型

水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路故障后，轉(zhuǎn)子繞組將被分為正常繞組和故障附加繞組。所以，反映故障的數(shù)學(xué)模型首先應(yīng)能體現(xiàn)出故障轉(zhuǎn)子繞組拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的差異。除此之外，雖然定子繞組仍然是正常的，但轉(zhuǎn)子故障附加繞組會(huì)產(chǎn)生空間諧波磁場(chǎng)，模型應(yīng)能考慮該諧波磁場(chǎng)在正常的定子相繞組內(nèi)部產(chǎn)生不平衡電流。

如圖1所示的兩分支發(fā)電機(jī)，以實(shí)際的5個(gè)定子回路（而非相繞組）、轉(zhuǎn)子繞組的正?；芈泛凸收细郊踊芈贰⑺袑?shí)際的阻尼網(wǎng)型回路（而非等效d、q軸繞組），列出以定、轉(zhuǎn)子所有回路電流為變量的狀態(tài)方程：

式中I'——定子和轉(zhuǎn)子各回實(shí)際路的電流；

M'——回路電感陣；

R'——回路電阻陣；

RT—— 常數(shù)陣，與電網(wǎng)線路及變壓器的漏感、電阻和勵(lì)磁繞組的電感及電阻有關(guān)；

E—— 由電網(wǎng)電壓和勵(lì)磁電壓組成，是已知的列向量。

式（1）為同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障的暫態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型，該模型是時(shí)變系數(shù)的微分方程組，求解該模型可以得到從故障發(fā)生到進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的整個(gè)過(guò)渡過(guò)程。但在求解之前，還需要求解回路電感M'陣，特別是與故障轉(zhuǎn)子繞組相關(guān)的電感參數(shù)。多回路分析法從單個(gè)線圈出發(fā)，能夠深入故障繞組內(nèi)部，首先計(jì)算與單個(gè)線圈有關(guān)的電感參數(shù)，再按實(shí)際的繞組疊加組成與回路有關(guān)的電感參數(shù)[4]?；谠撃Ｐ涂蓪?duì)二灘水輪發(fā)電機(jī)發(fā)生的轉(zhuǎn)子匝間短路故障進(jìn)行仿真。

1.2 二灘發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的仿真結(jié)果

本文基于多回路分析法建立了二灘水輪發(fā)電機(jī)的暫態(tài)仿真模型，二灘發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)如表1所示。

圖2為二灘水輪發(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組19%匝間短路故障的仿真波形，限于篇幅僅列出定子a1分支、定子相電流及勵(lì)磁電流波形。

由圖2可見(jiàn)：故障前后定子各分支電流較故障前明顯增大，但定子相電流基本保持不變；故障后勵(lì)磁電流的直流分量明顯增大，且出現(xiàn)了正常運(yùn)行時(shí)沒(méi)有的諧波分量。由于圖1比較密集，圖3分別把對(duì)應(yīng)的故障前和故障后的穩(wěn)態(tài)波形進(jìn)行了更為清晰的對(duì)比（左圖是故障前穩(wěn)態(tài)，右圖是故障后穩(wěn)態(tài)）。

圖1 轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路故障時(shí)的發(fā)電機(jī)各回路（a）實(shí)際的定子回路示意圖；（b）轉(zhuǎn)子繞組的正?；芈泛凸收细郊踊芈?；（c）實(shí)際的阻尼網(wǎng)型回路Fig．1 Generator circuits in the case of rotor winding interturn short circuit fault（a）Schematic diagram of stator circuits；（b）Normal circuit and fault additional circuit of rotor winding ；（c）Diagram of damping circuits

表1 二灘水輪發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)Tab. 1 Main parameters of Ertan hydrogenerator

圖2 二灘水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的過(guò)渡過(guò)程波形（a）定子a1分支電流；（b）定子a2分支電流；（c）定子三相電流；（d）勵(lì)磁電流Fig．2 Transient process waveforms of rotor winding inter-turn short circuit fault of Ertan hydrogenerator（a）Stator a1 branch current；（b）Stator a2 branch current；（c）Stator three-phase currents；（d）excitation current

由圖3（a）可更清楚地看到，故障后定子分支電流不僅大于正常運(yùn)行，且出現(xiàn)了正常運(yùn)行時(shí)沒(méi)有的諧波分量；由圖3（b）可見(jiàn)，故障后定子兩分支間出現(xiàn)了明顯的諧波差流；而由圖3（c）可見(jiàn)，雖然勵(lì)磁電流出現(xiàn)了諧波分量，但諧波分量明顯較直流分量小很多。

2 二灘發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路的電氣特征及機(jī)理分析

2.1 二灘發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路電氣特征的定量分析

前文僅從仿真波形上通過(guò)觀察得出了故障電流的一些特點(diǎn)，為進(jìn)一步分析二灘水輪發(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組匝間短路的故障特征，對(duì)故障前后的各電流穩(wěn)態(tài)波形進(jìn)行了FFT（快速傅里葉）分析，如表1所示。表中定子a1分支電流從4/21～16/21次及22/21以上次數(shù)的諧波、勵(lì)磁電流2以上次數(shù)的諧波不再列出。

從仿真波形及表2可以看到，二灘水輪發(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組匝間短路后的故障特征如下：

（1）故障前后定子相電流大小基本不變，且均以基波為主。

（2）故障后定子分支出現(xiàn)正常時(shí)不存在的1/21、2/21等一系列與極對(duì)數(shù)相關(guān)（二灘發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)為21）的分?jǐn)?shù)次諧波電流。

（3）正常運(yùn)行時(shí)分支差流為零，故障后出現(xiàn)了明顯的分支諧波差流（也為1/21、2/21等分?jǐn)?shù)次諧波）。

（4）故障后勵(lì)磁電流的直流分量變大，并且出現(xiàn)了幅值很小的離散次數(shù)的分?jǐn)?shù)次諧波電流。

2.2 二灘發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路電氣特征出現(xiàn)的機(jī)理

發(fā)生在轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路首先會(huì)造成勵(lì)磁繞組各極下的結(jié)構(gòu)差異。如圖4所示，假設(shè)第1極下的轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生w匝短路，于是在空間電角度坐標(biāo)系下的[-pπ，pπ]區(qū)間內(nèi)，故障勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)（x）為：

圖3 二灘水輪發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行及轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的穩(wěn)態(tài)波形對(duì)比（a）定子a1分支電流；（b） 定子a1和a2分支差流；（c） 勵(lì)磁電流Fig．3 Comparison of Ertan hydrogenerator steady-state waveforms between normal operation and rotor winding inter-turn short circuit fault（a）Stator a1 branch current；（b）Stator a1 and a2 branch differential current；（c）Excitation current

式中k——諧波次數(shù)；

Fk——第k諧波的幅值。

圖4 水輪發(fā)電機(jī)故障勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)示意圖Fig．4 Schematic diagram of magnetomotive force generatedby fault excitation winding of hydrogenerator

表2 二灘水輪發(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組匝間短路的穩(wěn)態(tài)電流傅里葉分析結(jié)果Tab.2 Steady-state current’s Fourier analysis of rotor winding inter-turn short circuit in Ertan hydrogenerator

當(dāng)k為偶數(shù)時(shí)，F(xiàn)k等于零。因此，故障勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)僅含空間基波、奇數(shù)次諧波及1/p、2/p等分?jǐn)?shù)次諧波。這些磁動(dòng)勢(shì)作用于不均勻的氣隙仍產(chǎn)生基波、奇數(shù)次諧波及1/p、2/p等分?jǐn)?shù)次諧波?；ê推鏀?shù)次空間諧波磁場(chǎng)在定子同相各分支感應(yīng)相同時(shí)間相位的基波和奇數(shù)次諧波電流；分?jǐn)?shù)次空間諧波磁場(chǎng)在定子同相各分支感應(yīng)相位不同的電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而產(chǎn)生與極對(duì)數(shù)相關(guān)的諧波不平衡電流。對(duì)于二灘發(fā)電機(jī)而言，由于其極對(duì)數(shù)為21，故產(chǎn)生的是1/21、2/21等分?jǐn)?shù)次諧波電流。

而正是因?yàn)槎ㄗ又C波不平衡電流在相繞組的內(nèi)部產(chǎn)生，各分支不平衡電流之和為零，因此相電流主要還是以基波為主。

由于故障會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)變少，勵(lì)磁回路的轉(zhuǎn)子繞組電阻減小，在勵(lì)磁電壓不變的情況下，勵(lì)磁電流的直流分量會(huì)增加。而由于與極對(duì)數(shù)有關(guān)的定子諧波不平衡電流會(huì)產(chǎn)生諧波電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)出一系列的諧波電流。對(duì)該諧波電流次數(shù)的理論分析方法可見(jiàn)參考文獻(xiàn)[5]，限于篇幅不再一一贅述。

3 二灘水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障的在線監(jiān)測(cè)

3.1 監(jiān)測(cè)對(duì)象的選取

若要實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的在線監(jiān)測(cè)，所選取的監(jiān)測(cè)對(duì)象需滿足兩個(gè)基本要求：首先特征量不能太小，特征量太小必然會(huì)給監(jiān)測(cè)帶來(lái)難度；其次，需保證所選取監(jiān)測(cè)對(duì)象的特征具有排他性，是轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障所獨(dú)有。

從表2可見(jiàn)，故障后的勵(lì)磁電流交流分量十分小。這是因?yàn)樽枘崂@組的存在，故障引起的轉(zhuǎn)子故障成分主要分布在阻尼電流中。因此，勵(lì)磁電流不適宜作為監(jiān)測(cè)對(duì)象。

同步發(fā)電機(jī)發(fā)生定子機(jī)端外部短路時(shí)，定子穩(wěn)態(tài)電流中僅存在基波及3、5等奇數(shù)次諧波；轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)電流中僅存在直流分量及2、4等偶數(shù)次諧波。當(dāng)發(fā)生定子內(nèi)部短路（包括匝間短路、相間短路）時(shí)，雖然短路的定子繞組也會(huì)產(chǎn)生分?jǐn)?shù)次和偶數(shù)次空間諧波磁場(chǎng)，但該磁場(chǎng)僅在定子中感應(yīng)基波及奇數(shù)次諧波電流。當(dāng)發(fā)生定子分支開(kāi)焊故障時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子也分別出現(xiàn)與定子內(nèi)部短路相同的諧波。當(dāng)發(fā)生定子單相接地故障時(shí)，僅定子機(jī)端會(huì)出現(xiàn)基波零序電壓及3次諧波電壓，而不會(huì)對(duì)定子分支電流產(chǎn)生明顯影響。

由文獻(xiàn)[6]可知，當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)子偏心（主要指靜偏心）故障時(shí)，定子分支不平衡電流也僅為基波及奇數(shù)次諧波，而仍不會(huì)產(chǎn)生偶數(shù)次及分?jǐn)?shù)次諧波。發(fā)生在轉(zhuǎn)子的一點(diǎn)接地故障不會(huì)引起氣隙磁場(chǎng)的畸變，在定子側(cè)無(wú)反應(yīng)。而轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障同樣導(dǎo)致勵(lì)磁繞組部分短路，其引起的定子不平衡電流特征與轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障相同。但GB/T 14285—2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中要求1MW 及以上的發(fā)電機(jī)均應(yīng)裝設(shè)專用的轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)裝置，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生兩點(diǎn)接地故障的可能性較小。并且由于保護(hù)原理的不完善，目前的發(fā)電機(jī)并無(wú)專用的轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障保護(hù)。考慮到轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障的危害性，若發(fā)生了轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障，并導(dǎo)致了轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障監(jiān)測(cè)的報(bào)警也是合理的。

另外，某些異常工況（如系統(tǒng)振蕩）也可能引起定子各分支及相電流的偶數(shù)及分?jǐn)?shù)次諧波。但此時(shí)引起的定子電流在同相各分支是相等的，不會(huì)導(dǎo)致相繞組內(nèi)部不平衡電流的產(chǎn)生。

綜上，發(fā)生在定子和轉(zhuǎn)子的各種故障及異常工況均不會(huì)產(chǎn)生定子相繞組內(nèi)部1/21、2/21等與極對(duì)數(shù)相關(guān)的一系列分支不平衡電流，該電氣特征為二灘水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的獨(dú)有特征，且從仿真中可以看出該特征在故障后十分明顯。

3.2 基于定子穩(wěn)態(tài)不平衡電流有效值的在線監(jiān)測(cè)原理及裝置

由于定子穩(wěn)態(tài)不平衡電流中的這些分?jǐn)?shù)次諧波均由轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障引起，且不同于其他故障以及系統(tǒng)振蕩等不正常狀態(tài)。如果將該不平衡電流的穩(wěn)態(tài)總有效值而非某一單次諧波有效值作為參考量，可包含所有的故障特征量，實(shí)現(xiàn)故障特征的最大程度提取[7]。實(shí)際中采用不平衡電流濾除基波及奇數(shù)次諧波后的其他不平衡電流總有效值作為監(jiān)測(cè)判據(jù)。

PCS-988A發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間故障監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)發(fā)電機(jī)定子繞組分支（組）TA及單元件橫差TA，通過(guò)計(jì)算定子不平衡電流的有效值，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間故障的監(jiān)測(cè)。PCS-988A的部署視圖如圖5所示。裝置可接入機(jī)端TV、機(jī)端TA、勵(lì)磁變壓器TA、中性點(diǎn)TA以及單元件橫差TA。

圖6為所研發(fā)的轉(zhuǎn)子匝間故障監(jiān)測(cè)裝置的面板圖。

圖5 PCS-988A的部署視圖Fig．5 Deployment view of PCS-988A

圖6 PCS-988A的產(chǎn)品面板圖Fig．6 Product panel diagram of PCS-988A

4 二灘發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路在線監(jiān)測(cè)裝置的定值整定及靈敏性分析

圖7是2017年3月17號(hào)對(duì)4號(hào)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)單元件差流io1和io2最新的錄波數(shù)據(jù)，該發(fā)電機(jī)的有功功率約為0.8p.u.，無(wú)功功率約為0.02p.u.。

經(jīng)過(guò)離線的傅里葉分析，可知：

橫差1的不平衡電流總有效值為0.62A，基波為0.50A，3次諧波為0.12A，其他諧波有效值為0.35A；橫差2的不平衡電流總有效值為0.65A，基波為0.51A，3次諧波為0.2A，其他諧波有效值為亦為0.35A。

監(jiān)測(cè)定值應(yīng)按躲過(guò)發(fā)電機(jī)空載及并網(wǎng)額定運(yùn)行情況下的最大不平衡電流整定。從可靠防誤動(dòng)的角度，并且考慮到發(fā)電機(jī)未滿載，乘以2倍的可靠系數(shù)，取單元件差流Ⅰ段定值監(jiān)測(cè)定值為：

0.35×2=0.70（A）

單元件差流Ⅱ段定值考慮乘4倍可靠系數(shù)，取為：

0.35×4=1.40（A）

在投運(yùn)初期，為可靠防誤報(bào)警，Ⅰ段延時(shí)取為90s；Ⅱ段延時(shí)取60s。當(dāng)監(jiān)測(cè)Ⅰ段報(bào)警時(shí)應(yīng)密切關(guān)注發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況，而當(dāng)監(jiān)測(cè)Ⅱ段報(bào)警時(shí)應(yīng)盡快轉(zhuǎn)移機(jī)組負(fù)荷平穩(wěn)停機(jī)進(jìn)行檢查。

為定量描述監(jiān)測(cè)原理反應(yīng)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的靈敏性，定義監(jiān)測(cè)的靈敏系數(shù)為轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障時(shí)定子不平衡電流總有效值與監(jiān)測(cè)定值的比值。顯然對(duì)于不同短路匝數(shù)的故障，監(jiān)測(cè)的靈敏系數(shù)也不同。采用前文提出的數(shù)學(xué)模型可計(jì)算出不同位置、不同匝數(shù)金屬性短路時(shí)的不平衡電流有效值，進(jìn)而得到發(fā)生相應(yīng)短路故障時(shí)監(jiān)測(cè)的靈敏系數(shù)，當(dāng)靈敏系數(shù)ksen≥1.2時(shí)認(rèn)為監(jiān)測(cè)能靈敏報(bào)警。

采用轉(zhuǎn)子匝間短路故障的計(jì)算模型對(duì)二灘發(fā)電機(jī)不同匝數(shù)短路時(shí)進(jìn)入單元件橫差保護(hù)TA的穩(wěn)態(tài)不平衡電流有效值進(jìn)行計(jì)算，如表3所示（二次值，不含基波和3次諧波分量）：

圖7 4號(hào)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)單元件差流實(shí)測(cè)錄波波形（a）單元件差流io1；（b） 單元件差流io2Fig．7 Recorded waveforms of single element transverse differential circuit io1 in normal operation of #4 generator（a）Single element transverse differential circuit io1；（b）Single element transverse differential circuit io2

表3 不同匝數(shù)短路時(shí)進(jìn)入單元件橫差保護(hù)TA的穩(wěn)態(tài)不平衡電流有效值（二次值）Tab. 3 The steady-state unbalance current effective value （secondary value） of single element transverse differential protection TA when short circuit with different turns

從上表可以看出，短路1匝的不平衡電流有效值已達(dá)1.11A。此時(shí)，理論上對(duì)于單匝金屬性短路，Ⅰ段的監(jiān)測(cè)靈敏性已經(jīng)達(dá)到1.11/0.70=1.59，非常靈敏。

5 結(jié)束語(yǔ)

轉(zhuǎn)子繞組匝間短路是大型水輪發(fā)電機(jī)經(jīng)常發(fā)生的電氣故障，本文基于二灘水輪發(fā)電機(jī)故障時(shí)的仿真結(jié)果，提出了基于與極對(duì)數(shù)相關(guān)的穩(wěn)態(tài)不平衡電流有效值的在線監(jiān)測(cè)方法，并研發(fā)了在線監(jiān)測(cè)裝置。靈敏性分析表明，監(jiān)測(cè)裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)二灘4號(hào)機(jī)組金屬性短路的無(wú)死區(qū)靈敏監(jiān)測(cè)。

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