在大容量發(fā)電機(jī)中，由于額定電流很大，其每相都是由兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的繞組組成。在正常運(yùn)行的時(shí)候，各繞組中的電動(dòng)勢相等，流過相等的負(fù)荷電流。而當(dāng)任一繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，繞組中的電動(dòng)勢就不再相等，因而會(huì)出現(xiàn)因電動(dòng)勢差而在各繞組間產(chǎn)生均衡電流。利用這個(gè)環(huán)流，可以實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保護(hù)，即橫差動(dòng)保護(hù)。以一個(gè)每相具有兩個(gè)并聯(lián)分支繞組的發(fā)電機(jī)為例，發(fā)生不同性質(zhì)的同相內(nèi)部短路時(shí)橫差動(dòng)保護(hù)的原理可用兩個(gè)原理圖來說明。
圖1 一個(gè)繞組內(nèi)部匝間短路的橫差動(dòng)保護(hù)
在某一個(gè)繞組內(nèi)部發(fā)生匝間短路，此時(shí)由于故障支路和非故障支路的電動(dòng)勢不相等，因此有一個(gè)環(huán)流id產(chǎn)生，這時(shí)在差動(dòng)回路中將流有電流id。
當(dāng)此電流大于繼電器的起動(dòng)電流時(shí)，保護(hù)即可動(dòng)作于跳閘。短路匝數(shù)越多時(shí)，則環(huán)流越大；當(dāng)a較小時(shí)，保護(hù)就不能動(dòng)作，即保護(hù)有死區(qū)。
在同相的兩個(gè)繞組間發(fā)生匝間短路，當(dāng)a1≠a2時(shí)，由于兩個(gè)支路的電動(dòng)勢差，將分別產(chǎn)生兩個(gè)環(huán)流i'd和i''d，此時(shí)繼電器中的電流為id，當(dāng)a1-a2之差值很小時(shí)，也將出現(xiàn)保護(hù)死區(qū)。
當(dāng)a1=a2時(shí)，表示在電動(dòng)勢等位點(diǎn)上短接，此時(shí)無環(huán)流。
圖2 同相不同繞組匝間短路的橫差動(dòng)保護(hù)