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發電機定子繞組對地絕緣的損壞就會發生接地故障，這是定了繞組最常見的電氣故障,定子繞組單相接地的危害性主要是流過故障點的電容電流產生電弧可能燒壞定子鐵心進一步造成匝間短路或相間短路。現在大型發電機都裝設定子接地保護,在實際運行當中,發電機定子接地保護有正確動作也存在誤動。

定子接地保護的主要原理。

   原理:利用基波零序電壓原理與三次諧波電壓原理共同構成保護區為100%的定子接地保護。

   基波零序電壓定子接地保護:當定子繞組發生單相接地故障時,三相電壓中會出現較大的零序電壓分量。越靠近機端,零序電壓越大;越靠近中性點,零序電壓越小

測量機端電壓的零序電壓3Uo,計算可知

3U0=3aEu

a:中性點到短路點所占定子繞組百分數。

Eu:故障前機端相電壓。

按躲過正常運行最大不平衡零序電壓，設動作電壓Uop后反映基波零序電壓的定子接地保護，在中性點附近存在5%-15%的動作死區

基波零序電壓定子接地保護只能保護發電機定子繞組的85%-95%。(我廠為95%)

三次諧波影響:加裝三次諧波濾過裝置

零序電壓可取自發電機中性點接地配電變壓器二次側。也可取自機端PT的開口三角繞組,此時應加設PT一次斷線閉鎖元件,防止保護誤動作。(我廠取自機端PT)

三次諧波電壓定子接地保護：定子繞組感應電動勢中含有三次諧波分量。

正常運行時,機端三次諧波電壓Us3與中性點三次諧

波電壓U3之比Us3/U3<1,即恒有Us3<UN3。定子發生單相接地時中性點機端

三次諧波電壓與短路點位置

有如右圖關系。                            

短路點在中性點附近時

UN< Us3

6Us與U。隨α變化曲線

Us3作為動作量,UN3作為制動量,Us3≥U3作為動作條件,則僅當距離中性點50%區域內發生定子單相接地時,三次諧波電壓保護動作。

三次諧波電壓定子接地保護可保護距離中性點50%的定子繞組區域,越接近中性點,靈敏性越強

零序電壓影響:加裝基波阻波器。

特點:

保護范圍為100%定子繞組。

具有PT一次斷線閉鎖功能。

零序電壓保護中三次諧波濾過比大于100

引進了系統側零序電壓閉鎖元件,提高了可靠性、靈敏性。

出口方式:

基波零序電壓:延時動作于全停。

三次諧波電壓:延時動作于發信號

文章來自電力微機保護網

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