発電機ステータ巻線の巻間故障保護

巻線間の短絡故障は、スタータ差動保護またはスタータ接地故障保護によって容易に検出できます。したがって、スタータ巻線で発生する巻線間の故障に対する特別な保護スキームを提供することは必ずしも必要ではありません。このタイプの故障は、同じスロット内の導体（異なる電位を持つ）間の絶縁が破損した場合に発生します。このタイプの故障は急速に接地故障に変化します。
高電圧発電機には、スタータ巻線の各スロットに多くの導体が含まれているため、これらのケースではスタータ巻線の追加の巻線間故障保護が必要となることがあります。さらに、現代的な実践では、すべての大規模発電装置に対して巻線間保護が不可欠となっています。
発電機のスタータ巻線への巻線間保護を提供するためには、いくつかの方法が採用することができます。クロス差動方式が最も一般的です。この方式では、各相の巻線が2つの並列パスに分割されます。

各パスには同一の電流変換器が装着されています。これらの電流変換器の二次側はクロス接続されています。電流変換器の二次側がクロス接続されているのは、両方のCTの一次側での電流が入力されるためであり、これはトランスフォーマーの差動保護とは異なります。トランスフォーマーの場合は、一方から電流が入り、他方から出ていくからです。
図に示すように、差動リレーと直列安定抵抗がCT二次回路に接続されています。スタータ巻線の任意のパスで巻線間故障が発生すると、CT二次回路に不均衡が生じ、87差動リレーが作動します。クロス差動保護方式は、個々の各相に対して適用されるべきです。

別の発電機のスタータ巻線の巻線間故障保護スキームも使用されています。このスキームは、巻線の種類や接続方法に関わらず、すべての同期機械の内部故障に対して完全な保護を提供します。スタータ巻線の内部故障により、二次高調波電流が発生し、これが発電機のフィールド巻線および励磁回路に含まれます。この電流は、CTとフィルタ回路を介して敏感な偏極リレーに適用することができます。

このスキームの動作は、外部の非平衡故障や非対称負荷条件中の動作を防ぐために、負の相序リレーの方向によって制御されます。発電機ユニットゾーンの外部に非対称性がある場合、負の相序リレーは完全なシャットダウンを防ぎ、第二高調波電流による過負荷効果によるロータの損傷を防ぐために、主回路ブレーカーのみをトリップさせます。

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