发电机定子单相接地保护.doc

发电机定子绕组单相接地保护方案综述
1 前言
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定子绕组单相接地故障是发电机最常见的一种故障,而目往往是更为严重的绕组内部故障发生的先兆,因此定子接地保护意义重大。目前实际应用中比较成熟的定子接地保护有基波零序电压保护、三次谐波电压保护及二者组合构成的保护,国外的发电机中性点大都是经高阻接地,较多的采用的是外加电源式的保护。近十几年微机保护的飞速发展,为新保护原理的开发提供了强大的硬件平台和广阔的软件空间。其中基于自适应技术、故障分量原理和小波变换的保护比较突出,它们有力地推动了单相接地保护技术的发展。
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扩大单元接线的发电机定子接地保护迫切需要具有选择性的保护方案,由于零序方向保护自身的缺陷、基于行波原理的保护在理论和技术上尚不够成熟,因此将小波变换应用到选择性定子接地保护有着重要的意义。中国电力联盟5t o$QaSi;p5y
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2 定子绕组单相接地保护方案
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发电机定子绕组单相接地时有如下特点:内部接地时,流经接地点的电流为发电机所在电压网络对地电容电流的总和,此时故障点零序电压随故障点位置的改变而改变;外部接地故障时,零序电流仅包含发电机本身的对地电容电流。这些故障信息对接地保护非常重要,下面就介绍几种定子接地保护方法。*t4z0HTD
零序电流定子接地保护
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由单相接地故障特点可知,对直接连在母线上的发电机发生内部单相接地时,外接元件对地电容较大,接地电流增大超过允许值,这就是零序电流接地保护的动作条件。这种保护原理简单,接线容易。但是当发电机中性点附近接地时,接地电流很小,保护将不能动作,因此零序电流保护存在一定的死区。
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基波零序电压定子接地保护
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发电机定子绕组(设A相距中性点α处)发生单相接地时,定子回路各点的零序电压中国电力联盟XR9` Z(Z8^0S
,其他两相故障情况亦有此关系。可见单相接地时零序电压U0=αEph,Eph为故障相电动势,可将之作为保护动作参量。此基波零序电压可以在机端或中性点处获得,对于发电机中性点经配电变压器接地的情况,基波零序电压可取自配电变压器的二次电压。
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这种保护主要应用于发电机变压器组接线方式,它的一个突出优点是即使在单相接地电流很小的情况下也可以采用,但是由于在发电机中性点处存在位移电压,该保护不可避免的在中性点附近存在死区,且当经过过渡电阻接地时灵敏度不高。中国电力联盟 g1I[9j8Rr7H
三次谐波电压型定子接地保护中国电力联盟6F3c[dj `$A4tw/s9Uz
发电机正常运行时,中性点三次谐波电压比机端三次谐波电压大,而在中性点附近发生接地故障时,机端三次谐波电压增大,中性点三次谐波电压降低。利用单相接地故障前后发电机中性点与机端处三次谐波电压变化特点构成三次谐波电压型定子接地保护。
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由三次谐波电压构成的保护动作判据总的来说有两大类,一种是利用