定子接地保护-7UM6.ppt

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1、发电机定子接地保护StatorEarthFaultProtectionofGeneratorRelay7UM6上海交通大学—威能电力科技联合研究中心2004SIPROTECNumericalProtectionRelays装配期间的发电机定子定子绕组定子接地保护的配置原则位移电压测量的90%定子接地故障保护提示:运行范围由负荷电阻的规格决定三次谐波测量的100％定子接地故障保护20Hz电压注入式的100%定子接地故障保护（真正的100％保护）发电机/变压器组（单元接线）直接连接到母线的发电机方向定子接地故障保护（位移电压/接地电流）灵敏接地电流保护（差动接法）中

2、性点小电阻接地的接地电流差动保护发电机直接连接到电网GGGM各机械之间是电流性连接发电机电压等级任何部位发生接地故障，位移电压均能产生并测量发电机通过单元变压器连接到电网GGG发电机与其他设备不存在电流性连接在理想变压器条件下，位移电压只在发电机侧发生接地故障时才能产生并得到测量接地条件下的电压情况无接地时的电压UL3,E=UL31UE=-UL1,EUL1,E=0UL2,E=UL21L1相接地时的电压UL,E故障相电压降低（min0）UL,E其他“健全”相电压增大（max线电压）UE位移电压（中性点对地处可以测量）MUL3,EULx,E...相－地电压无

3、位移电压(UE=0)MUL1,EUL2,EL1L2L3接地条件下的电流情况模型：故障点的等效电压UEIE=3IE/3=3UE/ZEIE/3...一相的接地电流ZE…一相的对地阻抗矢量图：L1相故障UL3,EUL2,EIE=3U01jCE=3U0jCE=3UEZEIC,2IEIC,3L1L2L3IC33U0=3UEUEIE/3IEZEL1L2L3~~~单元接线－高压侧接地故障时干扰电压的消除问题:在高压侧发生接地故障，可以通过变压器的耦合电容形成对低压侧的干扰。解决:采用负荷电阻的阻尼接地变压器CLCGCTrCK注释:在中性点可靠接地情况下，可以计算U

4、E0的80%的安全裕度。UEOUN3(单相比)UGen31003UL3VVUR位移电压(UE)üTR=UL－接地变压器开口三角形额定电压德国地区：500V其他地区：100V耦合电容的影响UR,primRprimUEO1Rprim+jCK例如CK=10nFUEO=220kV3UR,prim265VUN,G=10,5kVR=5üTr=34,6UR,sek23V23V500V4,6%干扰影响干扰电压UR,primRprimCKUCUEOCE.等效电路CG+CL+CTr忽略UEO在高压侧的位移电压CK三相耦合电容Rprim一次侧负荷电阻üTr

5、接地变压器比率具有中性点接地变压器的单元接线德国以外的设计应用发电机单元变压器Rsek=Rprimü2TRRprim的选择：接地故障电流<10ARURÜTR=UGen3UR为了避免过小的负荷电阻，一般选择较高的二次额定电压UR(250V-500V)直接连接－方向定子接地保护L1L2L3L1L2L3CEIC+IR二次接地电流ICIRICL2ICL13I03U0UL1UL2电网3i03u0DFT3U0>,3I0>方向(3U0,3I0)接地变压器直接连接－故障电流分布G1G2IMessIMess直接连接－具有接地变压器的故障电流分布G1G2IMeasIMeas接地

6、变压器二次电流RB直接连接－具有接点互感器故障电流的分布零序电流互感器IE3每相I´EL1L3L2IEI3~求和接法(分相线圈)求和连接(共同的中性线连接)灵敏度有限问题:巨大的CT变比和很小的二次侧电流之间的矛盾IE3perphaseL1L3L2I´E(IE=3I0)电流感应的磁累加灵敏方向定子接地保护－特性方向定子接地保护－逻辑灵敏定子接地保护－I0的应用不接地IEEUEUL1UL2UL3IL1IL2IL3R18R16R17R15Q8Q7R13R14Q1Q2Q3Q4Q5Q67UM61L1L2L3差动保护差动保护.小电阻如果需要(电阻器保护用)此处不得接地RE

7、电流测量回路的星点连接点定子接地保护：靠近中性点的接地故障问题UE位移电压在靠近中性点发生接地故障，UE将变得很小(甚至为零)，位移电压不再适用于保护原则。可选方案:使用零序电压U0的3次谐波在中性点单独注入（20Hz）电压发电机三次谐波的分布U03.Harm(U03H>)U03.Harm(U03H<)无接地故障中性点发生接地故障在靠近中性点处接地时，测量的三次谐波在中性点处(U3.H<)降低，而在机端处(U3.H>)增大。不同发电机的三次谐波分布情况不相同－保护原理的应用有时只有在进行一次值测试后才能确定。谐波分量将有赖于发电机的运行条件有所不同（有功和无功功率

8、的影响）。