[科普中國]-定子接地保護(hù)

發(fā)電機(jī)定子接地是指發(fā)電機(jī)定子繞組回路及與定子繞組回路直接相連的一次系統(tǒng)發(fā)生的單相接地短路。定子接地按接地時(shí)間長(zhǎng)短可分為瞬時(shí)接地、斷續(xù)接地和永久接地；按接地范圍可分為內(nèi)部接地和外部接地；按接地性質(zhì)可分為金屬性接地、電弧接地和電阻接地；按接地原因可分為真接地和假接地。

簡(jiǎn)介由于發(fā)電機(jī)氣隙磁通密度的非正旋分布和鐵芯飽和的影響，其定子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)除基波外，還含有三、五、七次等高次諧波。因?yàn)槿沃C波具有零序分量的性質(zhì)，在線電動(dòng)勢(shì)中它們雖然不存在，但在相電動(dòng)勢(shì)中亦然存在，設(shè)以E3表示之。

為便于分析，假定：

（1）把發(fā)電機(jī)每相繞組對(duì)地電容CG分成相等的兩部分，每部CG/2分等效地分別集中在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)N和機(jī)端S。

（2）將發(fā)電機(jī)端部引出線、升壓變壓器、廠用變壓器以及電壓互感器等設(shè)備的每相對(duì)地電容CS也等效的集中放在機(jī)端。

根據(jù)理論分析，在上述加設(shè)條件下，可得出下列結(jié)論：

（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)絕緣時(shí)，發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行情況下，機(jī)端S和中性點(diǎn)N處三次諧波電壓之比為

US3/UN3=CG/(CG+2CS)US3。

背景隨著機(jī)組容量的增大,定子接地保護(hù)的重要性越來越大。繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程第2.2.4.3條規(guī)定:對(duì)100 MW及以上的發(fā)電機(jī),應(yīng)裝設(shè)100%的定子接地保護(hù)。全國統(tǒng)計(jì)表明,已投運(yùn)的100%定子接地保護(hù)正確動(dòng)作率不高,且不能有效保護(hù)發(fā)電機(jī)不受損壞。其主要原因是保護(hù)投運(yùn)方式不合理,動(dòng)作可靠性低,動(dòng)作靈敏度不高等。1

總結(jié)綜上所述，用US3作為動(dòng)作量，UN3作為制動(dòng)量構(gòu)成發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)，且當(dāng)US3>UN3時(shí)保護(hù)動(dòng)作，則在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)，而在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附近發(fā)生接地時(shí)，保護(hù)具有很高的靈敏度。用這種原理構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)，可以保護(hù)定子繞組中性點(diǎn)及其附近范圍內(nèi)的接地故障，對(duì)其余范圍則可用反應(yīng)基波零序電壓的保護(hù)，從而構(gòu)成了100%發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

杜強(qiáng) - 高級(jí)工程師 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所