发电机定子接地保护研究

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1、发电机定子接地保护研宄摘要：发电机最常见的故障是定子绕组的单相接地，由于发电机中性点是不接地或经高阻抗接地的，定子单相接地故障并不引起大的故障电流，定子接地保护动作后发信号而不跳闸。但如果不及时处理，将发展成相间短路而严重烧毁发电机。文章对定子接地保护装置进行了分析。关键词：发电机；定子接地保护；三次谐波；灵敏度；死区文献标识码：A中图分类号：TM31文章编号：1009-2374(2015)25-0025-03DOI：10.13535/j.cnki.ll-4406/n.2015.25.012发电机定子绕组是全绝缘的，而中性

2、点经常运行在低电压工况，因此接地故障不会在发电机附近。运行实践证明，发电机中性点附近可能由于机械的原因或水内冷发电机的定子漏水而发生单相接地故障，也可能故障初始是由位于中性点附近的定子多匝线圈中发生部分匝间短路，由于短路匝数少，横差保护不能反映，故障继续发展，最终中性点附近绕组对铁芯击穿，形成单相接地故障，如果定子接地保护因存在死发电机定子接地保护研宄摘要：发电机最常见的故障是定子绕组的单相接地，由于发电机中性点是不接地或经高阻抗接地的，定子单相接地故障并不引起大的故障电流，定子接地保护动作后发信号而不跳闸。但如果不及时处

3、理，将发展成相间短路而严重烧毁发电机。文章对定子接地保护装置进行了分析。关键词：发电机；定子接地保护；三次谐波；灵敏度；死区文献标识码：A中图分类号：TM31文章编号：1009-2374(2015)25-0025-03DOI：10.13535/j.cnki.ll-4406/n.2015.25.012发电机定子绕组是全绝缘的，而中性点经常运行在低电压工况，因此接地故障不会在发电机附近。运行实践证明，发电机中性点附近可能由于机械的原因或水内冷发电机的定子漏水而发生单相接地故障，也可能故障初始是由位于中性点附近的定子多匝线圈中发

4、生部分匝间短路，由于短路匝数少，横差保护不能反映，故障继续发展，最终中性点附近绕组对铁芯击穿，形成单相接地故障，如果定子接地保护因存在死区而不能反应，将继续扩展成相间或层间短路，因此不能以中性点运行电压低为理由降低定子接地保护无死区的要求。定子接地保护应具有100%的保护区，故障点电流不应超过安全电流，并且在定子绕组任一点发生接地故障时，保护应有足够高的灵敏度。如果保护装置灵敏度很低，当发电机中性点附近某一点经一定大小的电弧电阻接地时，保护不能反应，当机端附近再发生接地故障时，中性点电位升高，形成两点接地故障，发电机将发生

5、灾难性后果。1基波零序电压定子接地保护大型发电机不应该人为增大单相接地电流，定子接地保护宜采用零序电压方案，包括基波零序电压和三次谐波零序电压。在发电机定子回路中某一点发生单相接地时，定子接地各点均有零序电压为aEx，因此作为保护动作参量的基波零序电压可以是发电机中性点单相电压互感器或消弧线圈的二次电压，也可取机端三相电压互感器的开口三角接线的电压。扩大这种保护装置的保护动作区（降低其动作电压），应解决以下三个方面的问题：（1）努力降低正常运行时的不平衡零序电压，注意的问题是防止高压系统或厂用系统发生接地故障时误动作；（2

6、）如果高压系统中性点直接接地，当高压系统发生单相接地时，若直接传递给发电机的零序电压超过定子接地保护的动作电压，则必须使定子接地保护的时限大于系统接地保护的时限，也可引入高压侧零序电压作为制动量，以防误动，但考虑到定子接地保护仅作用于信号，而系统接地保护是快速跳闸的，所以这个制动作用并非十分必要；（3）如果高压系统中性点不直接接地，当高压系统发生单相接地时，若通过耦合电容传递发电机的零序电压超过定子接地保护的动作电压，则必须装设以高压侧零序电压为制动量、以发电机零序电压为动作量的基波零序电压型定子接地保护，电容C与继电器动

7、作绕组电感构成50Hz串联，目的是减少三次及其他高次谐波的电压的影响。综上所述，基波零序电压型定子接地保护可以在发电机单相接点电流很小的情况下采用，这是它的突出优点。没有制动作用的基波零序电压型定子接点保护，如果高压侧中性点不接点，则保护区一般不会超过90%〜95%。如果有制动作用，则保护区可以超过95%,但也不是100%，而且在保护区内经过渡电阻接地时灵敏度也不高（特别是故障发生在中性点附近）。2三次谐波电压型定子接地保护实践表明，发电机三次谐波电势不可能完全等于零，因此不可能通过设计和工艺上的改进同时把三、五、七次等谐

8、波都消除，实际上总是把消除五、七次谐波作为首要任务。发电机三次谐波电势不是常数，它随负荷的大小和功率因素而变，在正常运行时和发电机中性点附近接地故障时，单从机端三次谐波电压的大小，并不能区分发电机是否发生接地故障。三次谐波电压型定子接地保护不能单纯采用机端三次谐波电压I?s但单纯采用中性点三次谐波电压I