定子接地保护的应用及其定值整定

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1、电力安全技术第16卷(2014年第10期)定子接地保护的应用及其定值整定陈熙平，曹钢，张伟，于步亚，邓庆(锦屏水力发电厂，四川西昌615000)[摘要]介绍了某发电机定子接地保护配置情况，对该发电机中性点接地电阻的选取进行计算。分析总结了定子接地保护原理，详细介绍其整定计算过程，确保发电设备的安全运行，给现场和与定子接地保护有关工作的人员提供参考。[关键词]基波；三次谐波；接地保护；整定计算0引言时的零序电流。此外将接地变压器负载电阻上1／5的电压引入到B柜的RCS一985GW型保护装置中，某水电站最大水头240m，额定水头200m，共作为基波零序电压型定子接地保护的动作量

2、以及三安装6台混流式水轮发电机组，单机容量600Mw，次谐波电压型定子接地保护的制动量。总装机容量3600MW。大容量机组定子绕组的单相接地故障(包括定子绕组与铁芯间的绝缘破坏)发电保护B柜是发电机最常见的电气故障。当发电机端附近发生lU2D11U2D2接地故障时，故障点的电容电流较大，会产生电弧，RCS-985U型发电机定子接地灼伤接地点的铁芯，影响发电机的安全运行。同时，注入装置20Hz带通滤波接地故障会引起接地弧光过电压，可能导致发电机6U2Dl其他位置绝缘的破坏，形成危害严重的相间或匝间——IRN方波电源短路故障。6U2D4接地变[——该水电站水轮发电机的定子接地保

3、护采用基波6U2D1中INCT—6U1D零序电压加三次谐波电压保护和注入式定子接地保护，构成双重化100％定子接地保护。发电保护A柜1U2D11定子接地保护配置1U2D2116D1lI6D2该水电站每台发电机均配置2套南京南瑞继保电气有限公司的RCS一985GW型保护。其中A套图1发电机定子接地保护系统接线保护使用注入式定子接地保护，B套保护使用传统基波加三次谐波电压型定子接地保护。RCS-9852接地变二次电阻选择原则型注入式定子接地保护辅助电源装置安装在主变保护非电量C柜内，具体保护接线如图1所示。目前国内大型水轮发电机中性点大多是通过RCS-985U型辅助电源装置将2

4、0Hz的低频高阻接地。在该接地方式下，当发电机发生单相接电压注入到接地变压器二次负载电阻尺上，同时地故障时，可在熄弧后释放其能量，降低中性点电将接地变压器二次负载上的部分电压和二次电流引位，使得故障相的电压恢复速度也变慢，减少了电入到发电机A柜的RCS-985GW型保护装置中，弧重燃的可能性，即接入发电机中性点电阻的大小通过保护装置计算出定子接地电阻值和接地故障会影响发电机单相接地时健全相暂态过电压值。一O一第l6卷(2014年第10期)电力安全技术为限制动态过电压不超过2．6倍的额定电压，根据基尔霍夫定律可以得出：接地电阻(一次值)取值为：RN≤1／3Cg(1)詈+士+㈥

5、式中：C为发电机单相对地总电容；(c，为机(+Uo~wCg+(c+0cc，g=0组运行角速度。由变压器原理，可计算出接地电阻二次值为：所以：尺：尺N／Ⅳ(2)式中：Ⅳ为接地变压器变比。=一_l++j3wC~Rf该水电站发电机具体参数如表l所示。将表lN中的数值代人公式(1)中，计算得出接地电阻尺若A相绕组某点发生金属性接地故障，即为381．86Q。将R代人公式(2)中，计算得出接Rf=0，根据公式(4)，可得出故障点的零序电压：地变压器二次侧实际接入电阻为0．7Q，此时忽略Uo=一a(5)接地变压器负载总损耗。由于单相接地电流非常小，定子绕组每相的阻抗与对地容抗相比微不足道

6、，即单相接地故障电流表1发电机设备参数在定子绕组本身的阻抗上几乎不产生压降，则某点设备参数名称数值发生单相接地故障时，基波零序电压UozaE。(。发电机额定功率，Mw600为发电机相电压)，即为故障电压，也是定子绕组发电机额定频率，Hz5O任一点电压。发电机额定电压，kV20发电机单相对地总电容，F2．78当=l时，即为机端金属性接地故障时，发电机接地变变比，kV／V20／860Uo=；当=0时，即为中性点金属性接地故障时，3基波加三次谐波电压型定子绕组单相接地U0：0。保护原理．因越靠近机端，故障点零序电压越高，则可以利用基波零序电压构成定子单相接地保护。定子绕3．1基波

7、零序电压型定子绕组单相接地保护组单相接地时3与的关系曲线如图3所示。当发电机故障相(假设A相)在距中性点3，V(a为故障点到中性点的匝数与单相单分支绕组100总匝数的比值)处经过渡电阻尺接地时，如图2／／所示，发电机三相绕组电动势分别为，，Ec，单相对地总电容为计算零序电压。【，0P／aEA(1口O注：为动作电压。图3定子绕组单相接地时3％与a的关系曲线由图3可知，当基波零序电压大于动作电压时，定子接地保护动作。但是该保护原理存在动作死区，即OS段零序电压小于动作值，故基波零序电压型定子绕组单相接地保护只能反应距机