2高压电机保护的原理

　对在高压电机进行工作的过程中出现的各种故障进行分析，重点分析出现的故障的特征以及保护原理还有不同的故障采用不同的保护方法，得到不同故障类型下的保护判断依据。　

 2。1高压电机故障分析原理及分类

     高压电机有多种多样的故障形式，通过调查高压电动机毁坏的原由，高压电机会出现短路、堵转、断相、过负荷等一系列故障大多是由于恶劣的工作环境、过负荷、负荷不均衡和三相不平衡的原因导致的。高压电机的故障大致可分两大类分别为机械故障与电气故障，机械故障也可以用电机运行时产生的各种电气参量来判断，所以可以利用电机运行时检测到的电气参量用判断与电气故障一起进行保护。

   现今对于高压电机所产生的电气故障通常使用对称分量法来进行判断，这样可以把高压电机的故障分成两个大类分别是对称故障与不对称故障。此章节先介绍一下什么是对称分量法，然后再用对称分量法进行故障的分类。

Fortescue最早提出对称分量法，对称分量法也可以称为对称成分法，目的是为了有一个高效方法来解决多相不对称交流系统的分析与计算的问题。对称分量法是一种坐标变换法他用于线性系统之中。所谓对称，应该满足以下条件：（1)各个向量的幅值相等；（2)在三相电力系统之中相邻的两相之间相位差是相等的且是120°。在三相电力系统之中，任何一组三相不对称电流都可以分解为三个矢量成分并且这三个矢量成分是对称的，可以称之为正序分量、负序分量和零序分量。如果在一个电力系统之中出现了不对称的情况，那么A相、B相、C相的电流能够用不对称的相量来表示。通常我们用IA、IB、IC来表示A、B、C三相电流，用IA1、IA2、IA0来代表A相电流IA分解出来的正序分量、负序分量和零序分量。同样的B相与C相的电流IB与IC也可以用这种方法表示。

图2-1对称分量分解图

（a）正序分量分解图（b）负序分量分解图（c）零序分量分解图

正序分量IA1、IB1、IC1之间的关系是：

                           （2-1）

负序分量IA2、IB2、IC2之间的关系是：

                                     (2-2) 

零序分量IA0、IB0、IC0之间的关系是：

通过整理可以得出

当电力系统中的某处发生了不对称现象的时候，三相电流与电压的基频分量将会变成不对称的向量。如果在三相对称的元件中流过三相正序电流，那么在元件上的三相电压也会是正序的，同样的道理，如果在三相对称的原件流过的是三相负序电流或者是零序电流，那么元件上的三相电压也相应是负序的或者零序的。换句话说，在三相对称的元件中，各个序的分量是相互独立的。

　三相异步电动机作为一种三相对称的设备，在研究序分量对电动机的影响的时候只对三相中的一相进行分析就可以了。按照电动机的原理，异步电动机完全能用图2-1所示的等效电路来进行表示。文献综述

图2-2三相异步电动机正序等效电路和负序等效电路

(a)正序等效电路 (b)负序等效电路

   图2-2中r1和x1分别用来表示定子侧的等效电阻与等效电抗:x2表示转子侧的等效电抗；r2/s表示的是转子侧的正序等效电阻；r2/(2-s)表示为转子侧的负序等效电阻；rm与xm分别代表着励磁电阻与励磁电抗；s为转速差；U1+与I1+分别是定子侧的正序电压和正序电流；I2+是转子侧的正序电流；U1-和I1-分别为定子侧的负序电压和电流；I2-为转子侧的负序电流；I0+是正序励磁电流I0-为负序励磁电流。