发电机转子一点接地保护误动原因分析

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1、技术交流发电机转子一点接地保护误动原因分析刘世雄,李东鹏,陈秀萍,乔正瑜,冀树春(神华神东大柳塔热电厂,陕西榆林　719315)[摘　要]　分析了神华神东大柳塔热电厂二期4台发电机转子一点接地保护误动的原因,认为其主要是发电机大轴未真正接地所致。将发电机轴上安装的接轴电刷电气引线先经电阻接地,再接入保护装置,问题得以解决。[关键词]　发电机;转子;一点接地;保护装置;保护误动[中图分类号]TM307[文献标识码]B[文章编号]10023364(2003)12006902　　神华神东大柳塔热电厂二期2×12MW+2×3MW机

2、组,每台发电机均配备RER1集成电路型转子一点接地保护装置(以下简称保护装置)。4台机组于1997年底投产以来,该保护频繁出现误动,不能正常投入,直接影响发电机的安全运行。经分析,发现发电机大轴未真正接地,故破坏了RER1保护。内部逻辑元件各级开关状态,使该保护不能正常动作。采取措施后消除了误动,提高了发电机运行的可靠性。1　保护装置工作原理该保护装置采用1个简单的电阻、电容网络(图1)接于转子上,在此网络的3个分支上按顺序进行切图1　保护装置的电阻电容网络换、采样及比较,以确定转子回路对地电阻值。假设接V2=K2I2=K

3、2U/(R1+R3+Rs)(3)地故障发生在转子线圈中部任意1点,将转子电压U开关S3闭合时有相应的I3和V3:分为U1和U2,故障点电阻为Rx。图1中其它电阻电V3=K3I3=K3U2/(R3+R4+Rx)(4)容皆为保护装置中的器件,其工作原理简述如下。为简化运算,取R1=R3=Ra,R2=R4=Rb,K1=K3开关S1闭合时稳态电流I1为:=K13,则式(2)、(3)、(4)分别变成式(5)、(6)、(7):I1=U/(R1+R2+Rx)(1)V1=K13U1/(Ra+Rb+Rx)(5)经过采样保持和处理后,在装置内

4、得到与I1成正比的V2=K2U/(2Ra+Rs)(6)电压V1:V3=K13U2/(Ra+Rb+Rx)(7)V1=K1I1=K1U1/(R1+R2+Rx)(2)如取保护装置的动作判据为　　V1+V3>V2(8)式中K1为选定常数。同样,开关S2闭合时有相应的考虑到　　　　U1+U2=U(9)稳态电流I2和电压V2:由式(5)、(6)、(7)和(8)、(9)可得装置动作时的收稿日期:20030410作者简介:　刘世雄(1970),男,陕西省榆林人,助理工程师,从事电厂继电保护、综合自动化控制等工作。热力发电·2003(12)

5、q~©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.技术交流Rx;Rx≤(K13/K2)×(2Ra+Rs)-(Ra+Rb)(10)3　采取的措施由式(10)可看出,装置的灵敏度Rx与转子电压通过以上分析,决定从抑制或消除干扰源着手。大小及故障点位置无关。由于其反应稳态电流,显然图2给出了消除误动的措施,即将发电机轴上安装的与转子电感及对地电容亦无关。接轴电刷的电气引线先经电阻接地,然后再接入保护式(10)中Ra、Rb和Rx皆为选定的参数,如K13

6、装置,从而消除大轴电荷对保护装置内元件的冲击,确也取固定值,则改变K2可以调整灵敏度,K2值可根保保护正常投入。据所需灵敏度式(10)求得:接地电阻值的大小与机组的特点、蒸汽参数及保护K2=K13(2Ra+Rs)/(Ra+Rb+Rx)(11)装置内电子元件的抗干扰性能有关。所选电阻值应适由以上分析可知,式(10)为构成保护装置的基础,当,选得太小,会使保护装置内逻辑元件判断、比较无效而灵敏度的调整则是通过改变运算放大器的闭环放大而拒动;选得太大,大轴静电荷会破坏保护中逻辑元件系数来实现。各级的开关状态,引起误动。经过反复试

7、验,各发电机转子一点接地保护正常投运对地需接的电阻Rid的值2　保护误动原因分析为:1号机6.2Ω;2号机18Ω;3号、4号机为100Ω。发电机转子一点接地保护应是当转子回路绝缘电阻降至预定值即发出信号,该信号既可用于报警,也可用于跳闸。而未改造前的情况是在发电机转子回路对地绝缘未降至预定值时便误动作,产生误动的原因主要有以下两方面。2.1　保护装置自身缺陷1)抗干扰能力差,由于集成电路型保护动作快,灵图2　发电机转子一点接地保护电气原理敏度高,但易受交流、直流系统干扰波的影响而误动。2)由于集成电路型保护是由很多电子元件

8、构成4　接地保护模拟转子接地试验的,其中任一元件的特性变化或破坏,均会造成保护装置的不正常工作以至于拒动或误动。通过以上改造后,进行模拟转子接地试验,以检查3)目前集成电路型保护还处于不断完善、改进的该保护的动作情况,结果如下:发展阶段,电子元件的质量、特性及技术条件、制造工(1)改造后,将转子一点接地