一起20hz注入式定子接地保护误动作分析

《一起20hz注入式定子接地保护误动作分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、一起20Hz注入式定子接地保护误动作分析金安桥水电站有限公司云南丽江674100摘要：注入20Hz外加电源式定子接地保护是发电机定子接地故障的主保护，以具有高灵敏的优越性在大型发电机组广泛应用，但由于需要配置外加注入电源装置，使其二次接线较为复杂，二次回路维护不当造成保护误动的概率也随之增大。木文对一起20HZ电源注入式定子接地保护的误动作进行分析，探讨防止保护误动的应对措施。关键词：定子接地保护；20Hz电源；注入式；保护误动；配电变压器引言注入20Hz外加电源式定子接地保护注入的电压、电流信号相对较小，特别是当中性点接地变压

2、器电压变比较大、负载电阻很小时，注入电源近似被短路，这对信号检测提出很高的要求，二次回路相对复杂，信号回路容易受到干扰，从运行经验来说：电压、电流回路二次线采用屏蔽线，另外，在现场中性点接地柜内的电压、电流回路二次线和接地变压器出现铜排绑扎在一起这也是不合适的、二次线应单独走线。1、事故简介2014年03月04日09时30分18秒976毫秒20Hz注入式定子接地保护高定值动作，而后20Hz注入式定子接地保护高定值乂动作2次，30分56秒475毫秒20Hz注入式定子接地保护低定值动作，而后20Hz注入式定子接地保护低定值乂动作2次

3、，最后一次20Hz注入式定子接地保护低定值动作将机组跳开，经检查，保护动作属于误动作。2、事故录波分析图2保护装置低定值动作录波图图3保护装置低定值动作录波离线分析图2中20Hz电流、电压通道中含奋较大的三次谐波，不能直观看出20Hz电流、电压的大小及相位，用MATLAB仿真软件离线分析动作情况如图3所示。其中装置参数如下：20Hz电流互感器变比为40.0,电压分压比为2.0,接地变压器变比为16.36,接地变压器漏阻抗为zk=0.00+0.114*j;接地变压器激磁阻抗为zm=13.95+48.64*j；发电机对地容抗为zc=

4、0.054-3.0*j。根据图3中，20Hz电流大小为0.6A,电压大小为IV，电流超前电压角度为100°左右，阻抗值为2kΩ左右。这与保护动作报告相符。通过过滤三次谐波后，进行的波形分析与上述结果一致，排出三次谐波干扰影响。机组正常运行吋，20Hz电压为0.91V,电流为0.015A,保护动作报告中，电压基本在0.5V,电流在0.015A,相对于正常运行，本次动作主要体现在电压降低及电压与电流的夹角发生变化。发电机经过渡电阻接地或绝缘下降吋的主要变化特征是当电阻比较大吋，主要是电压下降，电流基本不变；当电阻

5、比较小吋，主要是电压下降，电流增大。这个规律可以从静态试验数据看出。电流超前电压角度为100°左右，这与静态物理模型不一致。一次设备正常时，出现这种现象可能是测量冋路异常造成的。3、故障原因根据保护动作情况，在停机后一段吋间装置计算结果与保护跳闸吋仍保持一致，进一步分析发现中性点20Hz电压波形存在比较明显的畸变及角度滞后现象，正是这个角度滞后导致保护计算错误。基于以上分析可以得出20Hz注入式定子接地保护动作的主要原因可以定位为20Hz电压通道出现畸变角度滞后异常及幅值变小一半所致，直接原因很可能为电压测量冋路虚接，虚

6、接点存在一定的接触电阻和电容，下面进行模拟实验进行验证。4、故障模拟试验1）模拟接线及仿真图4中，在分压电阻VD上端增加电阻R,在分压电阻VD下端增加电容Xc。模拟20Hz电压减少一半及角度滞后llO°，根据上述要求，经计算R=880Ω，，Xc=50μF。采用Matlab仿真模型进行计算，仿真波形及数据如下图5所示。图4模拟接线图图5Matlab波形数据图5中，20Hz电流大小为0.0148A,U0电压大小为1.84V（Rn两端），20Hz电压大小为0.85V,20Hz电压滞后20Hz电流108°

7、;。通过仿真计算，在20Hz电压测量冋路中串接R=880Ω，，Xc=50μF吋的情况正好满足20Hz电压减少一半及角度滞后110°的要求。2）带发电机静态模拟试验按照上述参数，在发电机静态模拟试验。a）按照图4的接线图在图接AR=880Ω,Xc=44.6μF,在发电机静止状态模拟虚接现象。保护的实吋参数及录波图如下图6所示。中性点20Hz电压：0.447∠290V中性点20Hz电流：0.015∠39A定子接地电阻：1.249kΩ图6模拟虚接装置录波图（R=8

8、80Ω）图7中性点电流与电压离线接地电阻根据录波数据，采用中性点20Hz电流与中性点20Hz电压通道离线计算接地电阻如下。图7中性点电流与电压离线接地电阻通过离线计算20Hz电流大小为0.015A、电压大小为0.447V；20Hz电流超前20Hz电压