发电机定子绕组单相接地保护

学习情境三

电力变压器保护运行与调试任务三发电机定子绕组单相接地保护

单相接地故障：定子绕组因绝缘破坏。当接地电流较大时，能在故障点引起电弧，使绕组绝缘和定子铁芯烧坏，也容易发展成相间短路。我国规定：当接地电容电流等于或大于5A时，应装设动作于跳闸的接地保护，当接地电流小于5A时，应装设动作于信号的接地保护。基本要求：（1）100%保护范围（2）足够灵敏度一、发电机定子绕组单相接地的特点现代发电机，其中性点都是不接地或经消弧线圈接地的。因此发生发电机内部单相接地故障时，流经接地点电流为发电机所在电压网络对地电容电流之总和。当发电机内部单相接地时，流经零序电流互感器的零序电流，为发电机以外电压网络的对地电容电流；发电机外部故障时，流经发电机零序电流互感器的零序电流是发电机本身的对地电容电流。发电机内部故障时故障点的零序电压实际是测不到的，而从等值电路能看出，如果忽略零序电流在内绕组上的压降，则机端测得的零序电压就是故障点零序电压。结论：故障点零序电压与α成正比，故障点离中性点越远，零序电压越高。图7-9α=1（机端接地）——零序电压最高

α=0（中性点接地）——零序电压为零二、利用零序电压构成的定子接地保护

（用于发电机变压器组）图7-10在发变组接线中，发电机电压网络中（和发电机有直接电联系的各元件），只有发电机本身、连接发电机与变压器的电缆以及变压器（原边）对地电容。当发电机发生单相接地时，其接地电容电流一般小于允许值。以上电容电流基本不受运行方式的影响，装设消弧线圈后，基本可以做到完全补偿。这时可装设作用于信号的接地保护。发电机内部单相接地故障的信号装置，一般是反应于零序电压而动作，零序电压取自发电机电压互感器二次侧的开口三角输出电压上。保护整定应躲开正常运行时的不平衡电压（包括三次谐波电压），以及变压器高压侧接地时在发电机端所产生的零序电压，一般整定为15～30V左右。存在一定死区。减少死区措施：（1）加装3次谐波滤过器（2）高压侧中性点直接接地电网中，利用保护延时躲过高压侧接地故障（3）高压侧中性点非直接接地电网中，利用高压侧接地出现的零序电压闭锁或者制动发电机接地保护——保护范围可达95%三、利用三次谐波电压构成的100％定子

接地保护

利用零序电流、零序电压构成的定子接地保护，对定子绕组都不能达到100％保护范围。1、发电机三次谐波电动势的分布特点在定子绕组的感应电势中，除基波分量外，还含有高次谐波分量。相电动势中，三次谐波电势约占百分之几，三次谐波电势用表示。根据等值电路，正常运行时中性点及机端的三次谐波电压分别为：图7-11正常运行时，，极限情况，当发电机出线端开路时（），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处，此时不管发电机中性点是否接有消弧线圈，恒有：图7-12、7-13当因此，如果用机端三次谐波电压作为动作量，而用中性点侧三次谐波电压作为制动量来构成接地保护，且当时为保护的动作条件，则在正常时保护

不可能动作，而当中性点附近发生接地时，则具有很高的灵敏性。利用这种原理构成的接地保护，可以反应定子绕组中性点侧约50％范围以内的接地故障。2、反应三次谐波电压的比值和基波零序电压组合而构成的100％定子接地保护利用三次谐波电压构成的接地保护可以反应范