发电机—变压器组保护设计
绕组中的电势不相等，因而在两个分支绕组中产生环流。根据这一特点，构成了发电机的匝间短路保护—单元件式横联差动保护。
1.保护的接线及其特点
如下图所示，单元件式横联差动保护采用一只电流互感器，装于两分支绕组中性点的连线上，利用分支绕组中性点之间连线上流过的零序电流来实现保护。且该保护由于只采用一只电流互感器，不存在又电流互感器特性不同二引起的不平衡电流，所以，保护接线简单，灵敏度高。通常又称该保护为高灵敏的单元件式横联差动保护。
U
V
W
U
V
W
· 机壳 纵差 TA · 纵差 TA · 机壳 纵差 TA 横差 TA · 纵差 TA · 纵差 TA · 纵差 TA 横差 TA · · · · · · 因此该保护只适合于：
1）定子绕组中性点侧引出6个或4个端子的发电机 2）中性点侧引出端子较多的水轮发电机 2.保护原理分析
该保护原理接线如下图：
单元件式横联差保护原理接线图
1-三次谐波滤过器；2－带有延时的保护装置
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该保护实质上是把定子三相绕组的一般绕组中的三相电流之和与三相绕组的另一半绕组中的三相电流之和进行比较，利用发生各种匝间短路时中性点连线上的环流而实现的。
(1) 正常运行或外部故障时
保护装置中装设了三次谐波滤过器1，以消除三次谐波电流的影响，提高灵敏度。所以，正常运行或外部故障时，三次谐波滤过器1滤除了三次谐波产生的不平衡电流Iunb，通过带有延迟的保护装置2的电流小于其整定值，即I0＜Iset，保护不动作。
（2）当定子绕组的同分支匝间短路时
当同分支匝间短路时，由于故障支路和非故障支路的电动势不等，有环流I0产生，中性点连线上的电流互感器有故障电流Ik流过当
Ik电流大于保护的动作电流整定值时，保护动作于跳闸。 （3）定子绕组同相不同分支之间发生短路时
当同相的两个分支绕组间发生匝间短路，且a1?a2时，由于两个支路的电动势差，分别产生两个环流I'0和I\0。此时中性点连线上流过的电流I\k=I0，当Ik电流大于保护的动作电流整定值时，横联差动保护动作与跳闸。
（4）保护存在死区
有上述分析可知，单元件式横联差动保护又一定的死去。当定子绕组同分支短路且短路匝数a很小时或者同相不同分支间的短路匝数相同及差别较小时，保护不能动作。
2.保护的整定计算原则
根据运行经验，单元件式横联差动保护的动作电流为
Iop?(0.2~0.3)Ig.n式中Ig,n——发电机定子绕组的额定电流
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当转子回路发生两点接地故障时，由于转子回路的磁通势平衡被破坏，而定子同一相的两个分支绕组并不是完全位于相同的定子槽中，因而其感应的电动势不同，定子绕组并联分支中性点连线上又较大的电流流过，将造成横差保护误动。若此两点接地故障是永久性的，则这种动作时允许的；但若两点节点故障是永久性的，则这种动作瞬时切除发电机是不允许的。因此，保护需增设0.5～1s的延时，以躲过转子回路的瞬时两点接地故障。 二．故障分量负序功率方向匝间短路保护
故障分量负序功率方向匝间短路保护是中性点侧没有6个或4个引出端子的发电机定子匝间短路保护的一种方案。该保护装设在发电机的机端，利用发电机外部故障与定子绕组匝间短路时产生的负序分量及其负序功率的方向不同而实现的。它不仅可作为发电机内部匝间短路故障的主保护，还可以作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。
1. 故障时负序功率方向的分析
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以上图所示“Y”接线发电机为例。根据电网中发生不对称故障时，将出现负序分量，且负序源在故障点这一特点在不同地点发生不对称短路时，产生的负序功率方向分析如
1）发电机外部横向不对称短路时K1点发生两相短路时，负序功率的方向由系统指向发电机
2）发电机内部两相短路时如发电机内部K2点发生两相短路时，负序功率的方向由发电机指向系统
3）发电机定子绕组一相匝间短路时，如当定子绕组K3和K4点之间发生短路时，负序功率方向亦由发电机指向系统。
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可见，负序功率的方向随故障点的位置而变化，利用这一特点可以实现定子绕组的匝间短路保护。
2.保护的构成及动作判据
设机端负序电压和负序电流的故障分量分别为?U..2和?I2，负序功率的故障的分量为?P|?U?2，则保护动作的判据可综合为
2|??U2.set
|?I?2|??I2.seti
?P2??U?2r??I??2r??U?2j??I??2j??P2.set当以上三式都成立时保护跳闸。
3.保护定值的整定及注意事项
1)根据经验，通常取：? U2.set?1%，? I2.set?3%大约在0.1％左右，可固定选取 ?P2.set?0.1%2)故障分量负序功率方向(?P2 )保护，若装在发电机中性点(电流取中性点TA)，仅反映发电机内部匝间短路故障。 三．纵向零序电压原理的匝间短路保护
零序电压原理的匝间保护是中性点侧没有6个或4个引出端子的发电机定子匝间短路保护的另一种方案。该保护利用发电机定子绕组发生匝间短路时，机端三相对发电机中性点出现的零序电压3U0而构成。
1.保护的构成原理
在发电机机端装设专用的电压互感器TV0,且TV0一次绕组的中性点与发电机中性点相连而不直接接地，保护利用的零序电压3U.0取自TV0的第三绕组（开口三接线）
（1） 当发电机正常运行时，无零序电压保护不动作； （2） 当发电机内部或外部发生单相故障时，虽然一次系统出现
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了零序电压，即一次侧三相对地电压不再平衡，中性点电位升高3U0，.但由于TV0一次侧中性点不接地，而三相对中性点的电压仍然是对称的，第三绕组输出电压仍然为零，保护不会动作。同理当发电机出现外部相间短路或内部匝数相等的匝间短路时，TV0开口三角形绕组也不会出现零序电压，保护不会动作。
（3） 当发电机定子绕组发生匝间短路或匝数不相等的匝间短路时，三相对中性点的电压不在平衡，开口三角形绕组有3U.0输出，即
3U.0?0，使零序电压匝间短路保护动作。
由于发电机在制造上的原因，正常运行时会出现三次谐波电动势，使正常运行或外部故障时，TV0开口三角形绕组上出现较大的零序电压。因此在构成零序电压匝间短路保护时，需设置三次谐波滤过器，以提高保护的灵敏度。当发电机外部短路电流较大时，采用负序功率方向闭锁方式，在外部短路时使保护退出工作。为了防止专用TV0断线在开口三角形绕组输出侧出现较大的零序电压使保护误动作，还需装设断线闭锁元件。
负序功率闭锁的零序电压匝间保护原理框图如下图所示：
负序功率闭锁的零序电压匝间保护原理方框图
l－三次谐波滤过器；2－断线闭锁保护；3－跳闸出口
2.保护的整定计算
保护的动作电压U0,op按躲过外部严重故障时的最大不平衡基波零序电压和三次谐波零序电压整定即：
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