关于大型发电机组20HZ注入式定子接地的探讨.doc

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1、关于大型发电机组注入式定子接地的探讨陈晓明1（1•南京南瑞继保电气有限公司，江苏南京211100）摘要：定子接地是发电机较为常见的一种故障，对于大型发电机组，配置上一般是传统的基波零序电压配合三次谐波电压保护和20IIZ电源注入式阻抗保护构成，本文重点对于注入式定子接地保护的现状进行探讨，并提出一点方案供参考，以期得到一种更合理的整定方法。关键词：定子接地；基波零序电压；20HZ电源注入式定子接地保护；安全电流Abstract:ThispaperanalysisKeywords:Statorgrounding；Zerosequencevoltage；20Hzinject

2、ingelectricalsourcestatorgrounding；Safecurrent0引言发电机定子单相接地是发电机较为常见的一种故障，随着国内机组容量的不断上升,机端电压也越来越高，发电机单相绕组对地电容电流也越来越大，在发电机定子绕组单相接地时，故障点接地电流允许值越来越小,18kV及以上电压等级的机组,对地安全允许电流仅为1A,因此对于定子接地保护更完善的需求就显得尤为重要。1发电机定子接地保护的现状目前针对发电机定子接地，较为使用广泛的保护方案有基波零序电压配合三次谐波电压保护构成的100%定子接地保护和20HZ注入式定子接地保护两种。1.1基波零序电压

3、基波零序电压在整定上由于既要考虑发电机止常运行时机端三相电压互感器开口三角或中性点电压互感器的最大不平衡电压，同时乂要考虑躲过主变高压侧、高压厂用变低压侧发生单相接地由于耦合电容的传递零序电压造成的保护误动作，因此在整定上较为困难，保护范南受到约束，且保护范围也只能保护到绕组的85%-90%左右，而三次谐波电压的保护对于大型水电机组，又不是很适用。1.220HZ注入式定子接地保护外加20HZ电源的发电机定子单相接地保护应用于中性点经接地变压器接地的大型发电机组，其保护原理接线图如图1所示：图1注入式接地保护方案及原理假设发电机定子绕组某一相经接地电阻&接地，将一次侧的数

4、据换算到接地变二次侧的等值原理图如下所示：图2经接地变后等值电路图其中/＜、以；为接地变一次绕组归算到二次侧的漏电阻、漏电抗；鸟、丿为接地变二次绕组的漏电阻、漏电抗；R；、jxm为接地变的激磁电阻、激磁电抗；为发电机定子绕组单相接地电阻归算到接地变二次的值；-丿工•为发电机三相绕组对地电容归算到接地变二次的值；〃为接地变二次负载电阻。通过电压电流的测量以及接地变参数铭牌就可得知发电机系统等效对地阻抗，取测量阻抗的实部再换算到接地变一次侧，即发电机的接地电阻心值。注入式定子接地的优点在于保护所测的耳值与接地无关，能保护到定子绕组100%的范围，并且具备停机状态下发电机绝缘

5、的检查。然而利用心的大小来决定定子接地是否跳闸又显得不是那么严谨，原因如下:当发电机定子绕组单相接地时，其单相零序网络图如图3所不：组在Q位置接地，则有下列近似关系式：Uod和⑵并且大型发电机组目前采用的为欠补偿方式，因此存在：0<—（3）N3叫令Z盜⑷此时将式（2）、（4）代入式（1）,化简后得出:(5)由式（5）可见，在接地电流3/（）—定的前提下，接地电阻值的允许值大小跟接地位置有关，越靠近机端，所允许的接地电阻值越大；而在中性点即使金属性接地，理论上是没有接地电流的。因此阻抗跳闸段定值较难整定。图3发电机单相零序网络图图中J为接地点零序电势，Rn为接地变二次负载

6、迫阻换算到一次侧的等效电阻，/（）为单相接地电流，c（）为发电机单相绕组对地电容，由图知道，发电机接地电流为:3/0=由于发电机是小接地系统，在相电压一定的前提下，在工程上认为接地点的零序电势U加和接地点的位置成正比，假设定值绕