选择性发电机定子单相接地保护方案研究-论文.pdf

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1、Science&TechnologyVision科技视界科技·探索·争鸣选择性发电机定子单相接地保护方案研究王雪(大唐长春第二热电有限责任公司，吉林长春130031)【摘要】本文分析了发电机发生单相接地故障前后机端侧及中性点侧相电流变化量，提出一种基于故障电阻测量的选择性定子单相接地保护．通过计算各机组故障后的计算电阻，来判断单相接地点是否在本发电机定子绕组内部，实现1oo％定子单相接地保护。【关键词】发电机；定子接地保护；选择性；电阻测量0前言^BC定子绕组对地(铁心)绝缘的损坏将引发单相接地故障，这是定子——一矗。绕组最常见的电气故障。由于发电机中性点是不接地的或

2、经高阻抗接，‘专曼一地的．所以定子单相接地故障并不引起大的故障电流．相应的定子接l矗。，·专耋·字一是。。地保护通常只发信号，经转移负荷后平稳停机。目前很多研究应用在孚^。多台发电机机组并联运行故障时的故障机组的判断上时存在一定的不足．无法正确判断出故障机组。逐台机组去排除，不仅会延长故障时jJ·爨·牛一。。告间．还会导致很大经济损失。本文对现有的各种保护方法进行分析，分。妇·量·孚一。寺c析并联运行的发电机定子绕组单相接地故障引起的机端及中性点相’上^^一山。c电流变化特点．进行发电机定子单相接地保护方案设计．使用Matlab如·‘争一来实现接地保护算法．进行仿真分

3、析l!圭望一是。。1基于故障电阻测量的选择性定子单相譬接虢。地保护警机0繁l壤0告~'-qt-'1．1定子绕组单相接地故障前正常运行时相电流的分析图1正常运行时系统基波电流分布本文研究的是多台发电机并联运行的情况．以下仅以三台发电机为例进行分析。如图1所示为三台发电机供电系统。发电机外部元件U目EH一ⅨEA(8)用一个等效网络表示。假定各发电机型号相同．发电机l，2。3各相定子绕组对地分布电容用集中参数cgl，Cg2，Cg3表示．外部等效网络Ucc=Ec-(9)各相对地等效电容用集中参数ch表示发电机出口侧及中性点的电发电机1定子单相接地故障时三相中性点侧与机端出线侧

4、电流流皆以指向母线方向为正方向系统正常运行时．设发电机1的机端差值基波分量为：出线侧和中性点侧各相电流分别为，、kB,s,j。、j，，，发电机Ir^lAlItAl—f一mCU。A一I一∞Cgll-EA(1正常运行时的三相电压分别为c，，。假设系统三相对称，三相ITmf。mImmCBmCtEH—aEA11电源电压为、、E。，中性点位移电压为。，c，c1，c-lcCgl(Ec一)(12)根据三相系统的特点有发电机1定子单相接地故障时相电流变化量基波分量为：G=+Uo(1)AIA~,=IAI~-IAIa=一，厂(aE~+Vo)(13)UEU(2)△，B1，口，∞(a日+)(

5、14)Ucc=Ec+Vo(3)Alc~=lcl，c-]eo(Ⅱ+)(15)无论发电机采用何种接地方式．正常运行时三相对称．中性线上流过的电流均为0，即，0。由于三台发电机在正常运行时的情况完全故fnIm：-b．AIB~=Alct,o一样，以发电机1为例进行分析。发电机1三相中性点侧与机端出线非故障发电机2三相中性点侧与机端出线侧电流差值基波分量为：侧电流差值基波分量为：．j，m(岛+)(4)，A，tA，^1∞U^c∞(1-a)(16)jfⅣI，。∞D∞c(+)(5)，s~g=l，t∞U∞(EB—aEA)(17)，，c扩，U甜(Ec--a．E,~)(18)llclln两

6、∞CUc~=floCc+U(6)非故障发电机2相电流变化量基波分量为：发电机各相相电流差值超前机端电压90度．大小为发电机本身对地电容电流。△，，∞(以+Go)(19)1．2定子绕组单相接地故障时相电流的分析Al~2a=l，(a+)(2O)假如发电机l定子绕组中距中性点(中性点到故障点的绕组占全绕组数的百分数)处A相发生金属性接地故障。三台发电机供电系Alc2,=l一，．-j‘o(n+Vo)(21)统定子单相接地故障时。各台发电机故障相和非故障相在中性点不接故△^=△，配△，c。地、中性点经电阻和经消弧线圈三种接地方式下相电流的变化情况。故障发电机故障相相电流变化量大

7、于非故障发电机相电流变化量和故障发电机的非故障相相电流变化量。对于发电机定子单相接地中性点电流为j，，。发电机定子接地故障时各相的机端电压分故障．相电流变化量会随发电机定子接地点位置不同而改变．且当发别为，。此时，中性点位移电压从变成。。电机定子在靠近中性点附近发生单相接地时(即趋于O时)．相电流此时有：变化量基波分量数值很小(趋于O)。通过分析发现．当发电机发生定u^G：(1一a)(7)子单相接地故障时．故障相相电流变化量大．而非故障发电机各相和非故障相相电流变化量较小．因此可以利用此区分故障发电机作者简介：王雪(1985一)，女，从事发电厂电气运