发电机定子接地保护,利用零序电流及零序电压构成的定子绕组单相接地保护,100%定子绕组接地保护,

发电机定、转子接地保护原理及应用

东南大学成贤学院毕业设计报告（论文）

诚信承诺

本人承诺所呈交的毕业设计报告（论文）及取得的成果是在导师指导下完成，引用他人成果的部分均已列出参考文献。如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承担一切责任。

学生签名：

日期：

发电机定、转子接地保护原理及应用

摘要

发电机定子接地时，对发电机损坏程度与故障电流大小及持续时间有关。采用零序电流、电压保护后，虽然保护范围最高可达90%以上，但对于大容量发电机来说，还应配置100%定子接地保护。本文重点分析了利用零序电压和三次谐波电压特点构成的100%定子绕组接地保护。励磁回路一点接地故障，对发电机并未造成危害，但若再相继发生第二点接地故障，则将严重威胁发电机的安全。发电机必须装设灵敏的励磁回路一点接地保护作用于信号，以便通知值班人员采取措施。本文从励磁回路一点接地检测装置出发，逐一分析了不同原理的一点接地保护以及各自的优缺点，提出了相应的解决方案，励磁回路两点接地故障是一种严重的故障，故障点流过相当大的短路电流，本文介绍了两种两点接地保护原理。

关键词：发电机；定子接地；转子接地；保护

Generator stator and rotor earth fault protection

Abstract

Generator stator ground, the extent of damage of generators and fault current size and duration related.Zero-sequence current, voltage protection, although the scope of protection up to more than 90% and 100% stator ground fault protection, but should also be configured for large capacity generator.This paper focuses on the use of zero-sequence voltage and third harmonic voltage characteristics consisting of 100% stator winding ground fault protection.Excitation circuit is ground fault, the generator does not cause harm, but if more have occurred in the second ground fault, is a serious threat to the safety of the generator.Generator to be fitted with a sensitive point grounding protective effect of the excitation circuit in the signal, in order to inform the staff on duty to take measures.From the excitation circuit ground detection devices to analyze a different principle of grounding protection, as well as their advantages and disadvantages, the solution, the excitation circuit of two ground fault is a serious fault, the point of failure flow over a considerable large short-circuit current, this paper introduces two kinds of two-point grounding protection principle.

Keywords:Generator; stator ground; rotor earth;protection

目录

摘要................................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................................. II 目录............................................................................................................................................ I II 第一章引言 (1)

1.1 选题的背景及意义 (1)

1.2 课题现状及存在问题 (1)

1.3 本课题主要研究方向及其方法内容 (1)

第二章发电机定子接地保护 (3)

2.1 概述定子接地短路 (3)

2.2 反应基波零序电压的接地保护 (3)

2.3利用零序电流及零序电压构成的定子绕组单相接地保护 (7)

2.3.1 利用零序电流构成的定子接地保护 (7)

2.3.2 利用零序电压构成的定子接地保护 (8)

2.4 100%定子绕组接地保护 (9)

2.4.1 中性点双频100%定子接地保护 (9)

2.4.2 利用三次谐波电压构成100%定子绕组单相接地保护 (11)

2.4.3 其他原理的定子100%接地保护 (15)

2.4.4 大型水轮发电机定子三次谐波接地保护误动防范新方法 (16)

第三章发电机转子接地保护 (21)

3.1 概述转子接地短路 (21)

3.2 励磁回路一点接地保护 (21)

3.2.1 绝缘检查装置 (21)

3.2.2 直流电桥式一点接地保护 (21)

3.2.3 叠加交流电压测量励磁回路对地导纳的一点接地保护 (22)

3.3 励磁回路两点接地保护 (26)

3.3.1 利用电桥原理构成的励磁回路两点接地保护 (26)

3.3.2 反应发电机定子电压二次谐波分量的励磁回路两点接地保护 (28)

第四章课件制作 (29)

4.1 多媒体应用软件简介 (29)

4.2 多媒体课件制作思路 (29)

4.3 多媒体课件演示 (29)

第五章结束语 (30)

致谢 (31)

参考文献 (32)

附录：外文资料翻译 (33)

第一章引言

1.1 选题的背景及意义

发电机组是现代电力系统中重要的组成部分。随着我国电网规模的不断扩大，发电机组的台数不断增多，单机容量也迅速增加。大型发电机组安全运行与否直接影响电网的稳定性。同时，现代大型发电机造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障，停机检修时间较长，势必给国民经济造成巨大的直接和间接经济损失。这些都对发电机的安全故障——继电保护系统在可靠性、灵敏性、选择性和快速性等方面提出了更高的要求。

1.2 课题现状及存在问题

在发电机定子绕组单相接地保护方面，目前广泛应用的较为成熟的方案为双频式定子接地保护和外加电源注入式定子接地保护。双频式定子接地单相接地保护，是对基波零序电压型保护方案和三次谐波电压型保护方案的统称。其中基波零序电压型保护方案是在发生单相接地时，通过检测机端或中性点处零序电压来判别接地故障，简便易行。但是由于发电机三相绕组对地分布电容不完全对称，正常时中性点存在位移电压，该方案在中性点附近存在保护死区，并且保护经过渡电阻接地时灵敏度不高，高压侧系统或高压厂用变低压系统发生单相接地故障时可能引起保护误动。三次谐波电压型定子接地保护是利用单相接地故障前后中性点与机端处三次谐波电压变化特点不同构成的。正常运行时，中性点三次谐波电压比机端三次谐波大；而中性点附近发生接地故障时，机端三次谐波电压增大，中性点三次谐波降低。基波零序电压型保护和三次谐波电压型保护相配合就构成了100％双频定子接地保护。但在现场实际运行中，由于运行工况等问题，可能碰到误动的情况。另外，在发电机启停机过程中，双频式保护会失去作用，必须增设启停机过程中定子接地保护装置。

在发电机转子绕组接地保护方面，转子一点接地保护根据原理不同可分为非注入式和注入式两大类。非注入式保护方案主要有电桥式一点接地保护、切换采样式一点接地保护；注入式保护方案主要有叠加交流电压式一点接地保护、叠加直流电压式一点接地保护、叠加方波式一点接地保护。在非注入式保护中应用最多的是切换采样式一点接地保护，它在许多发电厂的机组中使用，实际运行效果不错，是应用最广泛的发电机转子一点接地保护。目前国内外大部分的继电保护设备生产厂商也都在生产此类的产品，但是切换采样式一点接地保护的最大不足之处在于它属于利用发电机本身信号量检测故障的方案，在发电机停机时不能为发电机提供有效的保护。在发电机注入式接地保护领域中，最具影响力的是ABB和西门子两家公司。国内的南瑞、南自、阿继和许继也有部分产品，但市场占有份额很小。此类产品国产化程度不高，需要国内研究机构和生产厂家进一步研究此技术，提高注入式转子接地保护的国产化程度。

1.3 本课题主要研究方向及其方法内容

本课题主要研究并解决定、转子接地故障时电气量变化的特点，为保护区分故障和正常状态提供依据。这是本课题的关键。并研究定子100%接地保护和转子一点、两点接地保护。

本文主要采取文献研究的方法对本课题进行深入研究，文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被广泛用于各种学科研究中。其作用有：①能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。②能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。③能得到现实资料的比较资料。④有助于了解事物的全貌。通过相应文献的研究有助于本课题的进一步分析论证从而全面了解本课题。

第二章发电机定子接地保护

2.1 概述定子接地短路

发电机定子绕组的单相接地故障时发电机的常见故障之一，这是因为发电机的外壳及铁心均是接地的，只要定子绕组与铁芯之间绝缘损坏就会引起单相接地故障。对于大中型发电机，中性点不接地或经高阻抗接地，定子接地故障并不产生大的故障电流，所以定子单相接地保护通常只发信号而不跳闸，故障机组经转移负荷后平稳停机。但随着现代发电机的单机容量不断增大，其定子绕组的三相对地电容不断增加，相应的单相接地电流也不断增大，一旦发生单相接地故障，将严重危及定子铁芯，而且，定子单相接地故障往往又是相间或匝间短路的先兆。定子绕组单相接地保护的可靠与灵敏动作可以大大降低更为严重的内部短路故障发生几率，减少故障造成的经济损失。因此，定子接地保护是大型机组保护中十分重要的保护，它对于预防定子绕组严重短路故障具有重要的意义。

发电机定子绕组单相接地故障时主要危害有以下两点：

1）接地电流会产生电弧，烧坏铁芯，使定子绕组铁芯叠片烧结在一起，造成检修困难。

2）接地电流会破坏绕组绝缘，扩大事故，若一点接地而未及时被发现，很有可能发展成绕组的匝间或相间故障，严重损伤发电机。

发电机定子绕组单相接地时，对发电机损坏程度与故障电流大小及持续时间有关。造成发电机损坏主要是电弧，所以把不产生电弧的单相接地电流称为安全电流，其大小与发电机额定电压有关。额定电压越高，安全电流越小，反之亦然。对接地电流小于安全电流的要求保护只动作于信号，或经转移负荷后平稳停机以避免对系统冲击。反之，当接地电流不小于安全电流时，要求保护立即动作与跳闸停机。

发电机定子绕组单相接地故障电流的允许值应采用制造厂的规定值，无规定值时可参照表1-1所列数据。

表1-1 发电机定子绕组单相接地时接地电流的允许值

发电机额定电压/KV 发电机额定容量/MW 接地电流允许值/A

6.3 ≤50 4

10.5 50~100 3

13.8~15.75 125~200 2

18~20 300 1

大型发电机组其定子接地保护应满足三个基本要求：

1：接地故障电流不应超过安全电流，确保定子铁芯安全。

2：应有100%保护范围，即保护动作区要覆盖整个定子绕组，并且，在保护区内的任一点接地故障应有足够高的灵敏度。

3：暂态过电压数值较小，不威胁发电机的运行安全。

2.2 反应基波零序电压的接地保护

端或中性点处基波零序电压可以判断发电机是否存在接地故障，图2-1为基波零序电压型定子单相接地保护常用的一种接线方式。

K

G

T

TV

Rn

图 2-1 基波零序电压型定子接地保护原理接线图

此方案具有接线简单，简便易行等特点，但是由于发电机三相绕组对地电容不完全对称，正常运行时中性点存在位移电压，因此该保护方案在中性点附近存在5%-10%的保护死区，必须和其他定子接地保护方案相配合才能实现100%定子绕组接地保护。并且该保护方案在保护区内经过度电阻接地时灵敏度不高，高压侧系统或高压厂用变压器低压系统发生单相接地故障可能引起保护误动。

现代发电机的中性点都是不接地或经过消弧线圈接地的，因此，当发电机内部单相接地时，流经接地点的电流为发电机所在电压网络对地电容电流总和，在故障点的零序电压将随发电机内部接地点的位置而改变。

TAN

C

B A

K

C

E B E A

E G

C 0∑

0C

a)

α

C 0G C 0∑

TAN

)

(0a k U G

I 0 ∑

0I

α

00.51

0k U A

E

c)

图2-2 发电机内定绕组单相接地的零序的电流分布 a)网络图 b)零序等值网络 c)零序电压随ɑ的变化关系

如图2-2a 所示，设在发电机内部A 相距中性点ɑ（ɑ表示由中性点到故障点的绕组匝数占全相绕组匝

数的百分数）处的k 点发生定子绕组接地，则故障点各电动势为ɑA E 、ɑB

E 、ɑC E ，而各相对地电压为 kA

U =0 (2-1) kB U =ɑB E -ɑA E (2-2) kC U =ɑC E -ɑA

E (2-3) 故障点的零序电压为

k U =3

1（kA U +kB U +kC U ）=-ɑA

E (2-4) 式（2-4）表明，故障点的零序电压随故障点的位置的不同而改变，即0

k U 正比ɑ，当ɑ=1时，发电机端接地，0k U =-A

E ；当ɑ=0时，在中性点接地，0k U =0。0k U 与ɑ的关系曲线如图2-2c 所示。 由式（2-4）做出发电机内部单相接地的零序等值网络如图2-2b 所示。图中，G C 0为发电机每相对地电容，∑0C 为发电机以外电压网络每相对地的等效电容。由此即可求出发电机零序电容电流和网络的零序电容电流分别为：

G I 03 =j3ωG C 00k U =-j3ωG C 0ɑA E (2-5) 3∑0I =j3ω∑0C 0k U =-j3ω∑0C ɑA

E (2-6) 故障点总得接地电流为

)(a k I =-j3ω（G C 0+∑0C ）ɑA

E (2-7)

其有效值为3ω（G C 0+∑0C ）ɑph E ，式中，ph

E 为相电动势，一般计算时可用发电机网络的平均额定相电压ph

U

代替，即表示为3ω（G C 0+∑0C ）ɑph

U

。

当发电机内部单相接地时，流经发电机零序电流互感器TAN 的一次零序电流如图2-2b 所示，发电机以外电压网络的对地电容电流为3ω∑0C ɑph

U ，而当发电机外部单相接地时，如图2-3所示，流过TAN

的零序电流为发电机本身对地电容电流。

α

TAN

G

I 0 G

C 0)

(0.d k U ∑

0I ∑

0C

图2-3 发电机外部单相接地时的零序等值网络

当发电机内部单相接地时，时机上无法测得故障点的零序电压0

k U ，而只能借助于机端的电压互感器来进行测量。当忽略各相电流在发电机内阻抗上的压降时，机端各相对地电压分别为：

kA U =（1-ɑ）A E (2-8) kB U =B E -ɑA E (2-9) kC U =C E -ɑA

E (2-10) 其相量关系如图2-4所示。

k

kA

U A

E 0

k U kC

U C

E B

E kB U A

E α0

由此可球的机端的零序电压为 0k U =3

1（kA U +kB U +kC U ）=-ɑA

E 其值和发电机内部短路故障点的零序电压相等。

2.3利用零序电流及零序电压构成的定子绕组单相接地保护

2.3.1 利用零序电流构成的定子接地保护

对直接连接在母线上的发电机，当发电机电压网络的接地电容电流大于表1-1的允许值时，不论该网络是否装有消弧绕组，均应装设动作于跳闸的接地保护。当接地电容电流小于允许值时，则装设作用于信号的接地保护。

在实现接地保护时，应做到当一次侧的接地电流即零序电流大于允许值时即动作与跳闸，因此就对保护所用的零序电流互感器提出了很高的要求。一方面是正常运行时，在三相堆成负荷电流的作用下，在二次侧的不平衡电流输出应该很小，另一方面是接地故障时，在很小的零序电流作用下，在二次侧应有足够大的功率输出，以使保护装置能够动作。

零序电流互感器的等效电路如图2-5所示。

o '

1Z '1

I 'm

I '

m

Z 2

Z '2

I )

('

m U B m

?)('H I m

a) b)

图2-5 零序电流互感器的等效电路及磁化曲线

a ） 零序电流互感器的等效电路

b ） 零序电流互感器铁芯的磁化曲线

图中所示各参数已经折合到二次侧，其中，'1Z 为零序电流互感器一次绕组的漏抗，'

m Z 为励磁阻抗，2Z 为二次绕组的漏抗和所接继电器阻抗之和。当一次电流'

1I 一定时，电流互感器的输出功率为

22

'12

''

22

2

)(

'Z I Z Z

Z Z I S m

m +== (2-11)

输出最大功率的条件应是

02

=??Z S ，解此方程式得到'2m

Z Z =，因此，最大功率为

'

2

1'4

1m Z I S =

(2-12)

由此可见，尽量提高零序电流互感器的励磁阻抗，然后设计选取继电器的阻抗，使'

2m Z Z =，就可

以提高保护的灵敏性。实际上，我国采用的是高磁导率的优质硅钢片来制作零序电流互感，可以获得较高的励磁阻抗。

接于零序电流互感器上的发电机零序电流保护，其整定值的选择原则如下。

1）躲过外部单相接地时，发电机本身的电容电流以及由于零序电流互感器一次侧导线排列不对称而在二次侧引起的不平衡电流。

2）保护装置的一次动作电流应小于发电机定子绕组单相接地故障电流的允许值。

3）为防止外部相间短路产生的不平衡电流引起接地保护的误动作，应该在相间保护动作时将接地保护闭锁。

4）保护装置一般带有1~2s 的时限，用以躲开外部单相接地瞬间，发电机暂态电容电流的影响。 2.3.2 利用零序电压构成的定子接地保护

一般地，大，中型发电机在电力系统中大都是采用发电机变压器组的接线方式，在这种情况下，发电机电压网络中，只有发电机本身、连接发电机与变压器的电缆以及变压器的对地接地电容（分别以

OG C ，OL C ，OT C 表示），其分布可用图2-6来说明。

当发电机单相接地后，接地电容电流一般小于允许值。对于大容量的发电机变压器组，若接地后的电容电流大于允许值，则可以在发电机电压网络中装设消弧绕组予以补偿。由于上述三项电容电流的树枝基本上不受系统运行方式变化的影响，因此，装设消弧绕组后，可以把接地电流补偿到很小的数值。在上述两种情况下，均可以装设作用于信号的接地保护。

G

~

T

L

T

C 0L

C 0G

C 0

发电机内部单相接地的信号装置，一般是反应于零序电压而动作，其原理接线图如图2-7所示，过电压继电器连接于发电机电压互感器二次侧接成开口三角形的输出电压上。

G ~

三次谐波

电压过滤器

至信号

KT

U>

KV

SB

TV

QF

T

图2-7 利用零序电压构成的发电机定子绕组接地保护

由于在正常运行时，发电机相电压中含有三次谐波，因此在机端电压互感器接成开口三角形的一侧也有三次谐波电压输出，此外，当变压器高压侧发生接地故障时，由于变压器高、低压绕组之间有电容存在，因此，在发电机端也会产生零序电压。为了保证动作的选择性，保护装置的整定值应躲开正常运行时的不平衡电压（其中包括三次谐波电压），以及变压器高压侧接地时在发电机端所产生的零序电压。根据运行经验，电压继电器的启动电压为15~30v。

利用零序电压构成的定子接地保护原理图如图2-7所示。

按照以上条件整定的保护，由于整定值较高，当在中性点附近接地时，有15%~30%的死区。为了减少死区可以采取下列措施来降低启动电压。

1）加装如图2-7所示的三次谐波电压过滤器。

2）对于高压侧中性点直接接地的电网，利用保护装置的延时来躲开高压侧的接地故障。

3）在高压侧中性点非直接接地的电网，利用高压侧的零序电压将发电机接地保护闭锁或利用它对保护实现制动。

采用上述措施后，继电器的动作电压值可以取5~10v，保护范围可以提高到90%以上，但是在中性点附近仍有5%~10%的死区。对于大容量机组，由于振动较大而产生机械损伤或发生漏水的原因，可能使中性点附近的绕组发生接地故障，如果不及时发现，有可能发展成严重的匝间、相间或两点接地短路。因此，要求100MW以上的发电机应装设保护区为100%的定子接地保护。

2.4 100%定子绕组接地保护

2.4.1 中性点双频100%定子接地保护

1.保护装置

这种定子接地原理的保护装置如图2-8所示

发电机中性点PT 和机端PT

发电机中性点PT 基波零序150Hz 滤过器

基波零序50Hz 滤过器

基波零序150Hz 滤过器

整流放大

反应单元

整流放大

比较反应单元

整流放大负责闭锁单元

输出单元

图2-8 中性点双频保护信号定子接地保护装置

2.保护原理的特点

这种接地保护是基于发电机三次谐波电压在正常运行和故障运行时变化趋势正好相反，基波零序电压03U 在单相接地时接地点离中性点越远电压值越高的特点而设计的。

发电机正常运行时中性点三次谐波电压3N U 总是大于机端三次谐波电压3D U ，只有发电机出线端开路时33D N U U =。

而在发电机中性点单相接地时，中性点三次谐波电压3N U 为零，机端三次谐波电压3D U 等于相电压。发电机机端单相接地时中性点三次谐波电压3N U 等于相电压，机端三次谐波电压3D U 等于零，中性点的三次谐波电压3N U 随着接地点离开中性点的距离越大三次谐波电压越高，而机端三次谐波电压3D U 随着接地点离开中性点的距离越大三次谐波电压越低（如图2-9所示）。

O

10%

30%

70%

50%

90%100%

N U

3

E 3

E 0

3U 3

3N U 3

3D U α

图2-9 3N U 和3D U 随接地点ɑ变化的变化曲线

基波零序电压动作值一般取10V~15V 能保护发电机机端到中性点90%~85%的范围。

三次谐波电压保护采用比较幅值的方法实现。动作量为发电机中性点三次谐波电压和机端出口三次谐波电压差值的绝对值，即33D N U U -。制动量为发电机中性点三次谐波电压绝对值，即3N U 。制动系数K 取合适的值。用负序电压对不对称故障实现闭锁。三次谐波电压保护是保护发电机中性点附近10%~30%绕组的定子接地保护。

基波零序电压保护和三次谐波保护合成后保护区域有5%~25%的重合区。 保护的动作特性为：

发电机在正常运行方式时不考虑泄露阻抗的影响，机端和中性点三次谐波电压3D U 和3N U 都和相电压3E 同相。由于动作量33D N U U -很小，制动量3N U 相对较大，保护可靠闭锁不动作。

而发电机定子绕组发生金属性接地时，动作量33D N U U -接近于相电压3E ，而制动量3N U 在靠近中性点区域已变得很小，保护动作更加灵敏。

2.4.2 利用三次谐波电压构成100%定子绕组单相接地保护 1.正常运行时，发电机三次谐波电动势的分布特点

在发电机相电动势中除基波外，还含有一定的谐波分量，其中主要是三次谐波。发电机的三次谐波

值一般不超过基波的10%，每台发电机中总有约百分之几的三次谐波电动势，以3

E 表示。 把发电机的对地电容等效地看做集中在发电机的中性点N 和机端，每段则为

G C 02

1，并将发电机端

引出线、升压变压器、厂用变压器以及电压互感器等设备的每相对地电容S C 0放在机端，则正常运行时的等效网络如图2-8所示。

G ~

三次谐波

电压过滤器

至信号

KT

U>

KV

SB

TV

QF

T

由图2-10可见，中性点及机端三次谐波电压分别为：

300003)(22E C C C C U S G S G N ++=

(2-13)

300003)

(22E C C C C U S G S G S ++= (2-14)

120003

3<+=S

G G N S C C C U U (2-15)

由上式可见，在正常运行时，发电机中性点侧的三次谐波电压3N U 总是大于发电机端三次谐波电压3S U ，在极限情况下，当发电机出线端开路)0(0=G C 时，33S N U U =。当发电机中性点经消弧线圈接地时，其等效电路如图2-11所示，假设基波电容电流得到完全补偿则

)

(31

00S G C C L +=

ωω (2-16)

3L

N

S

2

0G

C 2

0G C 3

N U 3

S U S

C 03

E

图2-11 发电机中性点经消弧线圈接地时的三次谐波电压分布等效电路

此时，发电机中性点侧三次谐波的等值阻抗为：

G

G

N C L C L j

X 00332)3(3)

32)(

3(3-

-=ωω (2-17)

将上两式整理后得：

)

27(6

003S G N C C j

X --=ω (2-18)

)

2(32

003S G S C C j

X --=ω (2-19)

发电机端三次谐波电压与中性点三次谐波电压之比为：

)

2(92700003

33

3S G S G N S N S C C C C X X U U +-=

= (2-20)

上式表明，接入消弧线圈得后，中性点的三次谐波电压在正常时比正常时比机端三次谐波电压更大，在发电机端开路时00=S C ，则

9

73

3=N S U U （2-21）

由上式分析可知，在正常运行时发电机端电压总是小于中性点三次谐波电压，即33N S U U <。

2.定子绕组单相接地时三次谐波电压的分布

设发电机定子绕组距中性点ɑ处发生金属性单相接地，其等效电路如图2-12所示。无论发电机中性点是否接有消弧线圈，恒有33E U N α=，33)1(E U S α-=，其比值为

α

α

-=13

3N S U U （2-22）

k

N

S

3

N U 3

S U 3

E α3

)1(E α-

2

0G

C α2

0G

C α2

)1(0G

C α-2

)1(0G

C α-S

C 0

图2-12 定子绕组单相接地时的三次谐波电压分布等效电路

当ɑ<50%时，33N S U U >；当ɑ>50%时，33N S U U <。3N U 和3S U 随ɑ变化的关系曲线如图2-13所示。

（机端）

U

N T

α（中性点）10%30%0

50%70%

90%100%3

E 3

E 3

S U 3

N U

图2-13 3N U 和3S U 随ɑ变化的曲线

综上所述，在正常情况下，33N S U U <，定子绕组单相接地时；在%50<α范围内，33N S U U >，故可以利用3S U 作为动作量，利用3N U 作为制动量，构成单相接地保护，其保护动作范围在5.0~0=α内，且越靠近中性点则保护越灵敏，可与其他保护一起构成发电机定子绕组100%接地保护。图2-14是利用零序电压和三次谐波电压结合构成100%定子接地保护。

整

流比较

~

G

三次谐

波电压过滤器零序电压元件

TV1

TV

1C 2

C 3C 4

C UX1

UX2

3

S U 3

N U

图2-14 零序电压和三次谐波电压结合构成100%定子

接地保护的原理接线图

图中，UX1和UX2为电抗变换器，UX1的一次绕组接在发电机端的电压互感器TV1的开口三角形绕组侧，机端的三次谐波电压为3S U 。电容1C 和UX1的一次绕组并联，组成对三次谐波电压的并联谐振电路。并联谐振电路能对谐振频率的电压起选频放大作用，故能放大机端的三次谐波电压。同理，接在发电机中