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1、超超临界机组发电机定子和转子接地保护方案 第32卷 第20期xx?10月25日Vol.32 No.20Oct.25,xx超超临界机组发电机定子和转子接地保护方案陈 俊,陈佳胜,张琦雪,严 伟,?全荣(南京南瑞继保电气有限公司,江苏省南京市211102)摘要:分析了传统发电机定子和转子接地保护应用在超超临界机组上的?足,在此基础上提出了?加完善的定子和转子接地保护方案,建议采用注入式定子接地保护和注入式转子接地保护原?,实现?受发电机运?工况影响的定转子绝缘检测。 关键词:超超临界机组;注入式定子接地保护;注入式转子接地保护:TM7710 引言随着电网容?的扩大、节
2、能和提高机组效率的要求以及制造技术和材?质?的提高,发展超超临界机组,发挥其在节能环保等方面的优势,已成为火电今后发展的方向。 近?来国内开始大?装备超超临界600MW和1000MW级火电机组。 超超临界机组电气系统与超临界机组相比,其优势主要体现在有关设备容?和电气参数的增大等方面[1],如机组容?增大、定子额定电压升高、定子电流增大、励磁电压升高等。 发电机定子单相接地和励磁回?一点接地是发电机较为常见的电气故障。 超超临界机组的单机造价昂贵,非正常停机损失大,定子额定电压和转子额定电压高,其定子和转子绕组的对地绝缘检测应?加引起重视。 本文分析了传统定
3、子和转子接地保护方案应用到超超临界机组上的?足,提出了?加完善的发电机定子和转子接地保护方案。 1 超超临界机组定子接地保护1.1 常规机组定子接地保护方案目前,在常规机组上得到广泛应用的100%定子接地保护方案是由基波零序电压和3次谐波电压定子接地保护组合而成。 基波电压型定子接地保护简单可靠,但在发电机中性点附近存在死区,并且随着定子绕组对地电容的?对称度增大,保护的死区也扩大。 3次谐波电压型定子接地保护与机组的运?工况有关,且随着定子绕组对地电容的增大,灵敏度下降[223]。 此外,据了解,少?超超临界汽轮发电机气隙磁场正弦度较好,定子绕组本体3次谐波
4、极:xx206212;修回日期:xx207201。 小,如河?某电厂600MW火电机组,正常运?时其机端电压互感器开口三角的3次谐波电压甚至小于0.05V,严重影响3次谐波电压型定子接地保护的灵敏度和可靠性。 1.2 超超临界机组定子接地保护方案超超临界机组单机容?增大,为了减小定子电流,提高了定子额定电压,一般可达24kV～27kV,如国内已投运的华能玉环电厂1000MW超超临界机组,其定子额定电压高达27kV。 根据前面的分析,3次谐波电压型定子接地保护应用在超超临界机组上存在一定的?足,为了?好地保障机组安全运?,要求配置?加完善的100%定子接地保护方案
5、。 1.2.1 注入式定子接地保护原?超超临界机组大多采用发电机中性点经变压器电阻接地方式,为应用注入式定子接地保护原?创造了条件。 注入式定子接地保护通过辅助电源装置将20Hz低频电压加在负载电阻上,并通过接地变压器将低频电压信号注入到发电机定子绕组对地的零序回?中,如图1所示。 在发电机定子绕组绝缘正常的情况下,注入的电流主要表现为电容电流;当发生接地故障后,注入电流出现电阻性电流。 检测注入的电压、电流信号,经过滤波和测?环节的补偿,通过导纳法可计算出接地故障的过渡电阻,从而判定接地故障。 此外,注入式定子接地保护还采用了独立于电阻判据且与辅助电源无关
6、的零序电流判据,直接反映流过中性点接地设备的零序电流,采用与频率无关的算法,保护80%左右范围内的定子接地故障。 与传统定子接地保护相比,注入式定子接地保护具有以下优点:保护范围为100%的定子绕组单相接地,包括发电机中性点,无保护死区;整个定子—101—xx,32 (20) 绕组各处具有相同的保护灵敏度,?受接地位置影响;可监视定子绕组绝缘的缓慢?化;保护?受发电机运?工况的影响,在发电机静止、启停过程、空载运?、并网运?、甩负荷等各种工况下均能可靠工作。 图1 注入式定子接地保护原?Fig.1 Principleofvoltageinjectiontypes
7、tatorearthfaultprotection1.2.2 超超临界机组100%定子接地保护双重化配置方案超超临界机组保护应按双重化配置,如果直接采用双套注入式定子接地保护,只能使用同一个注入低频电源,一旦电源失效,2套定子接地保护的保护范围均?再是100%,为了构成可靠的双重化100%定子接地保护,宜一套采用传统基波零序电压型+3次谐波电压型100%定子接地保护方案,另一套采用注入式定子接地保护原?。 采用该方案后,即使定子绕组对地电容较大或定子绕组本体3次谐波电压极小,使3次谐波型保护灵敏度受到影响时,另一套注入式定子接地保护原??受影响,仍
