技能培训专题-发电机定子绕组单相接地保护2

1、 7.3 发电机定子绕组单相接地保护发电机定子绕组单相接地保护 7.3.1 发电机定子绕组单相接地时电气量的特征发电机定子绕组单相接地时电气量的特征 发电机中性点不接地时发电机中性点不接地时 中性点不接地的发电机，当发电机内部单相接地时，接地电容电流应中性点不接地的发电机，当发电机内部单相接地时，接地电容电流应在规定的允许值之内，如表在规定的允许值之内，如表7.1所示。大型发电机由于造价昂贵，结构复所示。大型发电机由于造价昂贵，结构复杂，检修困难，且容量的增大使得其接地故障电流也随之增大，为了防杂，检修困难，且容量的增大使得其接地故障电流也随之增大，为了防止故障电流烧坏铁芯，大型发电机有的装设

2、了消弧线圈，通过消弧线圈止故障电流烧坏铁芯，大型发电机有的装设了消弧线圈，通过消弧线圈的电感电流与接地电容电流的相互抵消，把定子单相接地故障电流限制的电感电流与接地电容电流的相互抵消，把定子单相接地故障电流限制在规定的允许值之内。在规定的允许值之内。发电机额定电压（发电机额定电压（kv） 发电机额定容量（发电机额定容量（mva） 接地电容电流允许值（接地电容电流允许值（a）6.3us3 发电机孤立运行时发电机孤立运行时-un3=us3332()fsfwcuecc3322()fwnfwccuecc332fsnfwcuucc 发电机中性点经消弧线圈接地时发电机中性点经消弧线圈接地时 发电机端对三次

3、谐波的等值电抗为发电机端对三次谐波的等值电抗为： 等值电路图如下等值电路图如下： 发电机中性点侧对三次谐波的等值电抗为发电机中性点侧对三次谐波的等值电抗为： 发电机端三次谐波电压和发电机端三次谐波电压和 中性点三次谐波电压之比为中性点三次谐波电压之比为： 正常运行时正常运行时-un3us3 发电机孤立运行时发电机孤立运行时-un3/us3=7/9323 (2)sfwxcc 323 (3 )()323 (3 )3fnflcxlc3333729(2)fwssnnfwccuxuxcc36(72)nfwxcc 假设基波电容电假设基波电容电流被完全补偿流被完全补偿13 ()fwlcc 当发电机定子绕组发

4、生金属性单相当发电机定子绕组发生金属性单相 接地时，设接地发生在距中性点接地时，设接地发生在距中性点， 其等值电路如图其等值电路如图7-13所示，此时不所示，此时不 管发电机中性点是否接有消弧线圈管发电机中性点是否接有消弧线圈， 总有总有un3=e3和和us3=(1-)e3，两者，两者 相比，得相比，得：33/(1)/(726)snuu动作量：动作量：us3制动量：制动量：un3动作条件：动作条件：us3un3正常运行：保护不可能动作正常运行：保护不可能动作中性点附近接地：有很高灵敏性中性点附近接地：有很高灵敏性图图7-13：发电机单相接地时三次：发电机单相接地时三次谐波电动势分布的等值电路图

5、谐波电动势分布的等值电路图图图7-14：中性点电压和机端：中性点电压和机端电压随故障点的变化曲线电压随故障点的变化曲线 100%定子绕组单相接地保护定子绕组单相接地保护三次谐波接地保护基波零三次谐波接地保护基波零序电压接地保护序电压接地保护 利用三次谐波构成接地保护利用三次谐波构成接地保护：可反应发电机绕组中：可反应发电机绕组中0.15范围内的单范围内的单相接地故障，且当故障点越靠近发电机机端时，保护的灵敏相接地故障，且当故障点越靠近发电机机端时，保护的灵敏性就越高。性就越高。 2 反应三次谐波电压比值的定子单相接地保护反应三次谐波电压比值的定子单相接地保护 动作判据动作判据为为： 其中其中为

6、整定比值。需指出，发电机中性点不接地或经消弧为整定比值。需指出，发电机中性点不接地或经消弧线圈接地与发电机经配电变压器高阻接地时，两者的比值整线圈接地与发电机经配电变压器高阻接地时，两者的比值整定值定值是有区别的是有区别的。33|/|(727)snuu 3 改进的反应三次谐波电压比值的定子单相接地保护改进的反应三次谐波电压比值的定子单相接地保护 改进的动作判据改进的动作判据为为： 发电机发生单相接地时发电机发生单相接地时： 故障点在机端附近故障点在机端附近 un3较大较大 |un3|不会很大不会很大 us3较小较小 |us3-kpun3|=|kpun3| |kpun3|较大较大 所以，保护仍可

7、灵敏动作所以，保护仍可灵敏动作。 故障点在中性点附近故障点在中性点附近 un3较小较小 |us3-kpun3|显著增大显著增大 us3较大较大 |un3|较小较小 可见，保护可以灵敏动作可见，保护可以灵敏动作。333|(728)spnnuk uu1.0|kp|接近接近1.0un3较大较大 7.3.4 利用零序电压和叠加电源构成利用零序电压和叠加电源构成100%定子单相定子单相接地保护接地保护 叠加电源方式的叠加电源方式的100%定子定子 单相接地保护采用叠加低单相接地保护采用叠加低 频电源方式频电源方式-叠加电源频叠加电源频 率主要是率主要是12.5hz和和20hz两种，两种， 由发电机中性点变压器或发由发电机中性点变压器或发 电机端电机端tv开口处注入一次发开口处注入一次发 电机定子绕组。这种方式能电机定子绕组。这种方式能 够独立地检测接地故障，与够独立地检测接地故障，与 发电机的运行方式无关；不仅在发电机正常运行的状态下可发电机的运行方式无关；不仅在发电机正常运行的状态下可以检测，而且在发电机静止或是启动、停机的过程中同样能以检测，而且在发电机静止或是启动、停机