发电机中性点经消弧线圈谐振方式接地中串联电阻对定子接地保护的影响

核心提示：　　继电器发机中性占经消弧线圈谐振方式接地中串联电阻对定子接地保护的影响毕大强，王祥衡，王居俭清华大学电机工程系。北京100084弧线圈中串联小值电阻可以起到限制传递过电压的作用，须注意的是电阻阻值的

　　继电器发机中性占经消弧线圈谐振方式接地中串联电阻对定子接地保护的影响毕大强，王祥衡，王居俭清华大学电机工程系。北京100084弧线圈中串联小值电阻可以起到限制传递过电压的作用，须注意的是电阻阻值的选取应从补偿电容电流和限制传递过电压两方面加以验算在经耦合电容引起的传递过电压满足定子绕组绝，要求时，应注意校验其对基波零序电压定子接地保护动作可靠性的影响实例分析说明此传递过电压可引起基波零序电压定子接地保护的误动。

　　1引言般认为大呕发电机中性点经配屯变压器高接地方式可以降低暂态过电压。随着发屯机容大，发生单相接地故障时可能烧伤铁心。中性点经消弧线圈谐振接地时，在理论上讲可以将接地电流减小到很小，使接地电弧很容易熄灭，同时又降低了恢复电压，使接地电弧难以重燃从而有效地降低了暂态过电压且在消弧线圈中小联小电叭也起着重要的消耗暂态过程能量的作用。由于谐振方式接地时零序阻抗很大，如果系统高压侧发生接地短路，则施加在发电机机端的传递过电压将会很高，这可以通过在消弧线圈回路中串联小值电阻限制传递过电压王安全范围内加以解决，似在综合考虑限制故障电流在安全接地电流范围内和经费合电容引起两者很难同时满足要求，所以在相关保护整定过程中须加以注意2大型发电机中性点应采取经消弧线圈接地的方式2.1接地电流与流经中性点电流的差别发电机定子绕组发生单相接地故障后，无论中性点是经配电变压器高阻接地或经消弧线圈接地，接地电流与流经中性点的电流都是不同的。单相接地，流经性点的电流是经过接地腽压器成消弧线的电流，而接地电流则是流过对地电界的电流与配电变压器或消弧线圈的电流的矢量和。因为发生方成正比，但流过故障点的电流是接地电流，而不是流经中性点的电流，后者不能用来作为发电机单相接地电流允许值的判断标准，流过中性点的电流作用是用来设计配电变压器或消弧线圈的容量。

　　2.2大型发电机应采取中性点经消弧线圈接地方80年代初我国有关部门通过试验制定的发电机。相接地电流的允。其额定1压18认及以上为认。结合峡发电机组的参数，额定相电压为容为，=0.2估算值，则发电机定子绕组在机端发生金属性单相接地故障时，流过对地电容的电流为按照国际惯例，当发电机中性点经配电变压器高阻接地时，为限制动态过电压2.6倍额定相电压，中性点接地电阻的次侧值应取为办13则发电机，相接地时故障电流将超过乃，=31.这样大的接地电流定了接地保护应瞬时动作于跳闸，但计及实际的灭磁结束需要定时间，期间可能使铁心遭受损伤。在考虑过电压条件时，中忭心屯阻的选，原则应以在限制动态过屯压在安全范围内条件下尽量减小接地电湔按文献4中所述人耶公司在峡发电机定子接地保护方案中提供的中性点接地变压器的主要参数为额定变比为=200乃00.额定界为崩章时铁镊，诉厉碟塍栳艳摩哲空地变压器原边电流为=5人。对应此接地电阻下根据66公司的方案发电机定子绝缘，持续承受6.5倍的交流额定线屯1以上。这屯压价远远超过了可能发生的暂态过电压，在这种绝缘水平很高情况下暂态过电压不会损坏定子绕组绝缘。暂态过电压在发电机绝缘上已充分被考虑的情况下，接地电阻的选择主要是限制中性点电流大小，以及防止变压器高压侧发生接地故障后，产生的传递过电压不至于使基波零序电压单相接地保护误动。按地故障的接地电流为j52+21.86222.42A，也远大十规定的发电机允许接地电流定铁心也珩受到烧伤的威胁。

　　根据文献561中的实验结果，在额定频率附近，不论是否计及消弧线圈上的串联电阻，消弧线圈谐振接地方式厂的暂态过电压反小于高叭接地方咒。

　　为单相接地故障发电机维持额定频率，必须是发电机联网运行，这时接地电流应小于认。正是中性点经消弧线圈接地可以对电容电流进行补偿，使单相接地时接地电流很小。另外在消弧线圈上串联小电阻可以起到很好的限制传递过电压的作用。这样在以上综合考虑接地电流与传递过电压的基础上，峡发电机中性点经消弧线圈接地更合理更安全。

　　3消弧线圈谐振接地方式时接地电流与传在以上分析的基础上，再以峡发电机组为例，讨论消弧线圈串联电阻谐振接地情况下的接地电流传递过电计算条件1接地电流1；条件2商压系统接地短路时通过耦介电容传递到机端波零序电压单相接地保护的动作值5.

　　电机单相接地故障时故障电流与传递过电压的等效电路。其中。消弧线圈电感，发屯机绕组每相对地电容1.81叩，发电机机端至主变！1器低。1绕组间每相对地电容0.万中，1主变压器高低压绕组间的耦合电容0.00685；Uy发电机额定扣电。120力；7压侧发生接地故障时的最大基波零序电压，取为0.5X500j3=144.

　　34kY；U0高压系统短路时通过电流流过电容的电流；流过消弧线圈，计算故障电流等效电路，计算传递过电化的等效电路如果忽略消弧线圈电阻，消弧线圈按谐振方式接地，则发电机对地阻抗为无穷大，当高压系统发生短路时会产生很高的传递过电压，差不多全部加在发电机定绕组此传递过电玉将损坏定子绝缘，同时导致基波零序电压接地保护必误动。在消弧线圈支路中串联适当的电阻可减小传递过电压。消弧线圈串联电阻心后，并联谐振的条件为部为零。

　　2.计算得到消弧线圈的感抗为及=526，串联电阻值1=24，而此时比值队=46.7.尽管传递过电压限制在发电机对地电压最大允许值内般为发电机额定线电压，但基波零序电压保护其次按满足条件验算条件计算得到消弧线圈的感抗为沿=446.5串联电阻值及=19似此时接地屯流=9.35条件1也不能时满足。如果适当降低条件2，取基波零序电压保护的灵敏度认认=10，再验算条件1.计算得到Az=505.Ri 8.，=4.67入。由以上种计算情况可以看出，串联电阻后很难实现两个条件同时满足。

　　这样做的依据在于小电阻的选取保证了限制传递过电压在安全的范围内，而消弧线圈的补偿作用使故障电流在安全接地电流的范围内，所以延时期间不会使饮心受到损伤，5传递过电压引起的误动实例分析实例1998年5月29日20时58分3定子单相接地保护误动作进行了分析。发电机额定容量为31额定电压为20政，中性点经消弧线圈接地，电容电流为2.25消弧线圈补偿屯流为2.47.为过补偿方式不妥。由于检修人员在处理高厂变低压侧地，在发电机电压系统中出现传递过电压，从而导致发电机中性点出现很高的位移电压，次侧值为。9，使3伙定子接地保护误动。

　　实例张家1发电厂1发电机2001年4月2216时58分定子接地保护误动导致发电机组掉闸，汽机主汽门关闭，锅炉灭火。发电机额定容量为20，额定电压为18队，中性点经消弧线圈以过补偿方式接地不妥。定子接地基波零序电压保护整定值为1沉，延时48动作。在发电机掉闸十多分钟后，运行人员发现凝升泵电机处冒火，说明有接地现象。在检查次设备无异常情况后，基本确定是由于高厂变低压侧接地后引起发电机零序电压异常介高通过在厂货低压侧选取两个不同的接地点试验，发现基波零序电压由正常时的4.分别上，到13.1和13.7.，使基波；斤电保护误动作。

　　从以上两个误动实例分析中应注意的是从防止过电压的角度来看，中性点经消弧线圈接地方式应采取欠补偿方式，而不应采取过补偿方式；不但主变高压侧接地由于零序电压很高容易引起基波零序电压定子接地保护误动，高厂变低压侧接地故障也能产生较高的传递过电压使基波零疗电压保护误动。所以不容忽视简单的基波零序屯压保护延时动作仅能防止主变高压侧或高厂变低压侧发生瞬间接地故阶，定子接地保护误动。如发1长，间和永久性此种接地故障仅靠简单延时动作是不能防止误动的，应使延，间与高压侧接地短路的保护动作时间相匹配，或利用主变高压侧和高厂变低压侧接地故障时产生的零序电压作为发电机基波零序电压接地保护的制动量。这样就需要在发电机定子接地保护中引入变压器另侧的输入量，但从目前发变组微机保护多是装设在±，保护屏上，所以在接地保护中引入相应的变压器输入量并不困难，6结论为减小单相接地时的故障电流，大型水轮发电机中性点应经消弧线圈接地，但同时也带来了高压侧接地短路引起的传递过电压过高的问。通过在消弧线圈中串联小值电阻，可以限制传递过电压，但通过耦合电容引起的传递过电压对基波零序电压接地保护的影响不容忽视，在选取电阻值，须校相互感，赉，揠过程中哞惠作，森，此愚铺，麟满惠压祜压接地保护的整定过程中应考虑传递过电压对其动作可靠性的影响，通过延时和相邻变压器另侧零序电卡作制动。达到防止保护误动。

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　　7李郭民，孟崇林。山西阳光发电有限责任公司2号发电机3定子接地保护原因分析。山西电力技术，20023435.

　　气主设备继电保栌研究；王祥珩1940，男，教授，博士生导师，主要从事电机分析和控制电机故障及保护；王居俭1930，男，教授，长期从事电气主设备继电保护的教学和科研工作。