关于发电机定子绕组接地保护3U0整定的讨论
2号机3U0定子接地保护系统动作分析
７ ４Biblioteka 华 北 电 力 技 术 ＮＯＲＴＨ ＨＩ Ｃ ＮＡ ＥＬＥＣＴＲＩ ＯＷＥＲ ＣＰ
增 刊 １ ２ ０ ０６
・
电 力系统 ・
２ 机 ３ 定 子 接地 保 护 系统 动作 分 析 号 Ｕ０
雷 永 兴
（ 西 漳 山发 电 有 限 责 任 公 司 ， 山 山西 长 治 ０ ６２ ） ４ ０ １
Ｋｅ ｒ ｓ ３ ｓ ａ ｏ ｒ ｕｎ ｉ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ； ｈ ｒ ａ ｉ ｇ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｕ ｔ ｔ ｒ ｇ ｏ ｄｎｇ ｐ ｏ ｅ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｔ ｅ ｂ ｅ ｋ ｎ ｆＴＶ ｉｃ ｔ ｆ ｓ ｃｒ ｕｉ；ｕ ｅ
山西 漳 山 发 电有 限责 任 公 司 的 ２ ０ ×３ ０Ｍｗ
号 机全 停 。
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自凌 伊公 司 的ＤＧ ８ １ 保护 装置 。 发 电机 定 Ｔ一０ Ａ 其 子 接 地保 护 采用基 波零 序 电压 和三次谐 波 电压共 同来 构成 １ ０ 定子 接地 保护 。 序 电压式 定子 接 ０ 零 地保 护 的输 入 电压 取 自机 端 ＴＶ 开 口三 角 形 绕
摘 要 ： 发 电 机 ３ 定子 接 地 保 护 系 统 动 作 的 分 析 表 明 ， Ｖ 一 次 侧 熔 断 器拉 弧 是 保 护 停 机 的 主要 原 因。 定 对 Ｕ。 Ｔ 在 子接 地保 护 逻 辑 中 ， Ｖ 断 线 时一 般 保 护 是 不 可 能 动 作 的 ， 是 在 一 次 熔 断 器拉 弧 的 情 况 下 ， 置 采 集 用 于 ３ － ＂Ｔ 但 装
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发电机3ω定子接地误动作故障分析
发电机3ω定子接地误动作故障分析关键字：发电机；3ω定子接地保护；误动作0 前言该电厂为上游电厂反调节电厂，距上游电厂仅20公里，采用灯泡头贯流式机组，单机容量为18MW，采用单元接线方式，發电机保护装置2012年后采用的是国电南自DGT801系列发变组综合保护装置，装置由主保护和后备保护两台主机组成，运行情况统计表明，该电厂发电机三次谐波定子接地保护在机组运行时动作次数较多。
1 保护原理三次谐波定子接地保护，反应发电机机端和中性点侧三次谐波电压的矢量关系（大小和相位），保护具有较高的灵敏度，具有较高的基波分量滤过比。
三次谐波电压式定子接地保护范围是：反映发电机中性点向机内20%左右定子绕组或机端附近定子绕组单相接地故障，与零序基波电压式定子接地保护联合构成100%的定子接地保护。
三次谐波电压式定子接地保护，按比较发电机中性点及机端三次谐波电压的大小和相位构成。
其交流接入回路如下图1：DGT801 保护装置提供矢量比较式（大小和相位）接地保护1/ 4和绝对值比较式接地保护2种原理的三次谐波定子接地保护。
（1）绝对值比较式接地保护动作方程为：∣K1U3t∣K3U3n+ΔU（2）矢量比较式定子接地保护动作方程为：∣K1U3t+ K2U3n∣K3U3n式中：K1、K2、K3分别为三次谐波式定子接地保护调整系数定值，ΔU为浮动电压门槛，U3t、U3n为发电机机端及中性点三次谐波电压。
DGT801发电机组三次谐波定子接地保护装置在调试阶段，当发电机空载或带20%负荷时，通过自动整定软件确定K1、K2 （使动作量为零或尽量小），并最终写入保护CPU 中，作为定子接地保护投入后程序判别的定值。
（3）三次谐波定子接地保护的逻辑框图如下图2：2 原因分析发电机组三次谐波定子接地保护机组运行中的动作告警主要有三类情况：（1）机组相关的电气设备无缺陷且运行正常，三次谐波定子接地保护动作告警；报文是：发电机3ω（三次谐波）定子接地—并网前这类告警#1—#4机组均多次发生，主要原因是机组与系统功角变化有关。
发电机定子绕组单相接地保护调试电力配电知识
发电机定子绕组单相接地爱护调试 - 电力配电学问为了平安起见，发电机的外壳、铁芯都要接地。
所以只要发电机定子绕组与铁芯间绝缘在某一点上遭到破坏，就可能发生单相接地故障。
发电机的定子绕组的单相接地故障是发电机的常见故障之一。
发电机定子绕组单相接地故障时的主要危害有两点：(1) 接地电流会产生电弧，烧伤铁芯，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，若一点接地而未准时发觉，很有可能进展成绕组的匝间或相间短路故障，严峻损伤发电机。
定子绕组单接地时，对发电机的损坏程度与故障电流的大小及持续时间有关。
当发电机单相接地故障电流(不考虑消弧线圈的补偿作用)大于允许值时，应装设有选择性的接地爱护装置。
1、发电机定子绕组单相接地的特点现代的发电机，其中性点都是不接地或经消弧线圈接地的，因此，当发电机内部单相接地时，流经接地点的电流仍为发电机所在电压网络(即与发电机直接电联系的各元件)对地电容电流之总和，而不同之处在于故障点的零序电压将随发电机内部接地点的位置而转变。
如上图（a）所示，假设A相接地发生在定于绕组距中性点α处，α表示出中性点到故障点的绕组占全部绕组布线的百分数。
2、利用零序电流构成的定子接地爱护对直接连接在母线上的发电机，当发电机电压网络接地电容电流大于允许值时，不论该网络是否装有消弧线圈，均应装设动作于跳闸的接地爱护。
当接地电容电流小于允许值，则装设作用于信号的接地爱护。
发电机零序电流爱护，其整定值的选择原则如下：①避开外部单相接地时发电机本身的电容电流，以及出于零序电流互感器—次侧三相导线排列不对称而在二次侧引起的不平衡电流。
②爱护装置的一次动作电流应小于规定的允许值。
③为防止外部相间短路产生的不平衡电流引起的接地爱护误动作，应在相间爱护动作时将接地爱护闭锁。
④爱护装置一般带有1～2s的时限，以避开外部单相接地瞬间，发电机暂态电容电流(其数据远较稳态时的(特殊字符)为大)的影响。
发电机3ω定子接地保护动作原因分析及防范措施
发电机3ω定子接地保护动作原因分析及防范措施郑桂杰【摘要】针对达拉特发电厂1号机组发电机3ω定子接地保护频繁动作情况,排除二次回路故障原因后,分析保护动作报告,根据保护制动量为0,判断故障点应位于发电机中性点连接处至中性点接地变压器之间.分析故障原因为支撑绝缘子等设备脏污引起闪络,或由于中性点接地变压器一次侧至接地点的连接线虚接开路.清扫相关设备并紧固螺丝后,设备运行正常,再未发生保护动作情况,并建议应重视对发电机中性点连接处及中性点接地柜内设备的检修工作.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2016(034)001【总页数】4页(P66-69)【关键词】发电机;定子接地保护;三次谐波;保护报告;动作量;制动量【作者】郑桂杰【作者单位】北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂,内蒙古鄂尔多斯 014300【正文语种】中文【中图分类】TM77北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂1号机组（330 MW）于1995年11月投产，发变组保护装置于2004年5月改造为国电南京自动化股份有限公司DGT801数字式发电机变压器组保护装置。
2015年6月，1号发电机保护出现数次“发电机3ω定子接地”保护动作信号，均为瞬时性动作，期间对中性点接地变压器一次接地回路及相关二次回路进行了检查，未发现问题。
之后对保护动作情况进行跟踪分析，7月，故障发生频率提高，分析保护动作报告后，确定了故障点位置，不停机进行处理后故障消除。
2.1 发电机定子接地保护构成达拉特发电厂1号发电机定子接地保护为100%定子接地保护，由反应基波零序电压3U0定子接地保护和反应三次谐波电压3ω定子接地保护2部分构成，其中，基波零序电压式定子接地保护范围为机端至机内90%左右的定子绕组单相接地故障；三次谐波电压式定子接地保护范围为发电机中性点向机内20%左右定子绕组或机端附近定子绕组单相接地故障[1-2]。
3U0定子接地保护基波零序电压取自发电机中性点接地变压器线圈二次电压，保护出口方式为全停；3ω定子接地保护三次谐波电压取自发电机中性点接地变压器线圈二次电压及发电机机端TV二次开口三角形电压，保护出口方式为发信号。
关于发电机定子接地保护问题的探讨
２ ０ ０ １ 年 ４月
山西 电力技 术
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＥＬ Ｅ Ｃ ＴＲＩ Ｃ Ｐ ＯＷＥ Ｒ
Ｎｏ ． ２ （ Ｓ ｅ ｒ ． ９ ７ ）
Ａｐ ｒ ． ２ ０ ０ １
关于发 电机定子接地保护问题 的探讨
郑一凡
（ 山西大同热电有限责任公司，山西 大同 ０ ３ ７ ０ ３ ９ ）
２ 定子接地保护
由于发电机的外壳是接地的，因此定子绕组因
绝缘破坏而引起单相接地就比较普遍。当定子绕组 发生单相接地时，从以上分析可以看出，有电流流 过故障点，其值决定于定子绕组的接地电容电流和 与发电机有电联系的电网接地电容电流。当接地电 流较大且产生电弧时，将使绕组绝缘和定子铁芯烧 坏。 因此规程规定 ： 当接地电流等于或大于 ５ Ａ 时， 定子绕组接地保护应动作跳闸。 ２ ． １ 零序电压保护 发电机定子绕组任意点单相接地时，在定子回
路各点均有零序电压 ａ Ｕ ， ，因此可以根据 ａ Ｕ ， 的出
图 １ 发电机内部单相接地时的电流分布 ＵＡ ｄ ＝ （ １ 一ａ ） ＥＡ
现与否来构成零序电压保护 （ 图２ ） ０
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ＵＢ ｄ 二Ｅ Ｂ 一ａ Ｅ Ａ
Ｕｃ ｄ ＝ Ｅ ｃ 一ａ Ｅ Ａ
摘要：根据 Ｑ Ｆ Ｓ －６ ０ －２ 型双水内冷发电机特点，对其定子接地保护典型设计回路中存在的问题
以及应采取的改进措施进行 了分析和讨论。 关键词：发电机；定子保护；探讨 中图分类号： Ｔ Ｍ ３ １ １ 文献标识码： Ｂ
文章编号： １ ０ ０ ５ － ６ ７ ４ ２ （ ２ ０ ０ １ ） ０ ２ － ０ ０ ２ １ － ０ ２
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｔ Ｌ ｏ ｏ ｋ ｓ ｂ ａ ｃ ｋ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｅ Ｈ Ｖ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ， ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ Ｅ Ｈ Ｖ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ， ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｔ ｓ ｒ ｕ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｍ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｌ ｙ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｆ ｒ ｏ ｍ ｈ ｉ ｇ ｈ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ． Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｈ ｉ ｇ ｈ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ；ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ
关于发电机定子绕组接地保护3U0整定的讨论
关于发电机定子绕组接地保护3U0整定的讨论摘要：本文主要叙述了大型发电机组定子接地保护的作用以及发电机定子绕组接地保护的概念，并介绍了新疆某600MW电厂使用的定子接地保护整定方法。
在各种运行条件下，对主变高压侧发生单相接地故障时耦合至发电机侧的零序电压进行分析计算，提出了发电机定子接地保护的整定建议。
关键词：发电机组；定子接地保护；3U0电容；接地电流一、定子接地保护在大型汽轮发电机组中的地位发电机是电力系统中最重要的设备之一，其外壳完全接地。
当发电机定子绕组与铁心之间的绝缘被破坏时，就形成了定子单相接地故障。
发电机定子绕组发生单相接地故障时，中性点流过的接地故障电流与中性点接地方式有关，发电机中性点接地方式的不同，对发电机定子接地保护的出口方式要求也不同，而且动作时限也是长短不一。
由于现代大型发电机组在电力系统的重要性，所以大型发电机一般都装设作为发电机主要保护的100%定子接地保护，并保证该保护能够可靠正确动作，确保小异常不酿成大事故。
二、大型发电机定子接地保护的构成我国大型发电机组大都采用单元接线方式，中性点接地方式主要采用中性点经配电变压器（二次侧接电阻）接地，电阻值较大，取为高阻接地，其电阻吸收功率大于或等于三相对地电容的无功伏安。
为限制动态过电压不超过2.6倍额定相电压，接地电阻（一次值）RN′≤1/3ωCg，Cg为发电机每相对地耦合电容。
三、发电机定子绕组接地保护（1）接地电阻定值的确定发电机中性点经配电变高阻接地，当定子绕组发生单相接地故障时，其等效的基波零序回路电路如下图所示：粗略估计电容容抗与中性点接地电阻（一次值）相等，根据DLT 684-2012 大型发电机变压器继电保护整定计算导则，发电机允许的接地故障电流值为1A中性点变压器变比为20000/240V，二次电阻为0.46Ω，令α=1（机端接地），IE=Iper=1A，E=UN/1.732，得=0.15*20/（1.732*0.46*83.33）/400=0.11A式中：Rn 发电机中性点接地变压器二次侧负载电阻；URn.SEC 发电机机端单相金属性接地时负载电阻Rn 上的电压；nCT 中间CT 的电流变比；实际为10/5=2a一般取10%~20%保护经整定延时动作于停机，该延时需和系统高压侧接地零序电压保护配合，取1s。
对发电机保护几个定值整定的看法
对发电机保护几个定值整定的看法摘要本文就大型汽轮发电机保护的整定计算，对几个定值整定及配合关系进行探讨。
力求能在灵敏度、选择性上最大限度的在设备故障或异常运行时，以最合理的方式来隔离故障或处理机组的异常运行，从而最大限度的降低设备的损坏程度和减轻对系统稳定运行的影响。
关键词发电机组；保护；整定；配合1 前言继电保护定值的重要性不言而喻，文章对于大型发变组的几个保护整定简浅的分析，发表了自己的拙见，难免有不足之处，还希望能得到同行的指正。
2 几个保护的定值的整定2.1 发电机定子接地保护2.1.1 定子接地故障几率及案例目前主流发电机机端电压在18kV及以上，定子接地故障几率增大。
2006年国家电网公司统计分析数据：全国100MW及以上发电机共1320台，全年共26台发电机发生了29次本体故障，其中发电机定子接地故障10次，占发电机本体故障的34.48%。
目前大机组广泛采用中性点经配电变压器接地的方式接地，致使发电机单相接地故障电流远大于国标（机端电压18kV及以上，允许接地故障电流1A）的要求。
陕西某电厂在励磁变内部发生接地时，录波显示接地故障电流达2A以上，若机端接地必然威胁到发电机定子安全。
有资料显示某电厂30万机组在进行168试验时，机组定子绕组和铁芯严重烧成直径约250mm大的天窗孔。
基波零序电压元件延时定值整定时间长达7秒，保护不能及时动作而造成重大事故。
2.1.2 基波零序电压3U0的整定整定导则和教科书都明确指出基波零序电压按躲过正常运行时的最大不平衡电压整定，或主变高压侧接地故障时，经主变高低压绕组间耦合电容传递到发电机侧的零序电压，取两者最大值，不平衡电压一般在2～5V，有资料称：耦合传递到发电机侧的零序电压二次值不会大于5V，所以基波零序电压动作整定值一般为6～12V，但经过对我厂出线5公里左右发生的经过渡电阻接地故障的录波看，发电机零序电压已达到6V。
Uop=6V，认为保护范围为94%，死区6%，这是对金属性单相接地故障而言的，实际上若经过渡电阻发生接地故障，死区将会随过渡电阻增大而增大，所以基波零序电压动作值不宜取得过高。
发电机定子接地保护
发电机定子接地保护一发电机定子接地保护存在的问题目前，发电机定子接地保护的种类很多：有叠加电源式、注入电流式、零序电压式、零序电流式（采用套在发电机机端三相出线上的零序TA，提供零序电流）及双频式等等。
除了零序电流式及绝对值比较式3ω定子接地保护之外，其他定子接地保护均存在一个共同的问题：当发电机连接元件（例如，发电机母线、厂高变高压侧、主变低压侧）上发生单相接地时，接地保护均要动作。
这样，当用于主接线为扩大单元的发电机或几台公用母线的发电机上时，将失去选择性。
二提高双频式100%定子接地保护动作可靠性措施所谓双频式100%的定子接地保护，由基波零序电压式接地保护与三次谐波式接地保护构成，能检查出发电机内部的任何点的接地故障。
基波零序电压式定子接地保护，主要保护由机端向机内80～85%定子绕组的接地故障；三次谐波电压式定子接地保护，主要保护由发电机中性点向机内15～20%定子绕组的接地故障。
本节主要介绍提高3ω定子接地保护动作可靠性的措施。
目前，国内生产及运行3ω定子接地保护的构成有两类：一是绝对值比较式，另一是幅值、相位比较式。
前者只保护发电机中性点附近定子绕组的接地故障；而后者除保护发电机中性点附近定子绕组的接地故障之外，尚能保护机端附近的定子绕组接地故障。
分析及运行实践证明，为提高3ω定子接地保护的动作可靠性，应采取以下措施：1 交流输入回路不应装设熔断器及TV刀闸的辅助接点。
3ω定子接地保护是按比较机端及中性点三次谐波电压的大小、或大小及相位原理构成的。
当由于保险的熔断或刀闸辅助接点接触不良而失去机端或中性点三次谐波电压时，将致使3ω保护拒动或误动。
为此，要求机端TV三次输出回路及中性点TV（或配电变压器、或消弧线圈）二次输出回路不允许设置保险，也不允许串接隔离刀闸的辅助接点或其他接点。
另外，在中性点TV的一次回路中，也不应装设保险。
2 机端TV的三次回路及中性点TV（或配电变压器、或消弧线圈）的二次回路应满足“反措”要求为提高3ω定子接地保护的动作灵敏度，其无制动时的动作电压很小。
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关于发电机定子绕组接地保护3U0整定的讨论
发表时间：2017-07-17T15:17:51.820Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：吴文宝
[导读] 摘要：本文主要叙述了大型发电机组定子接地保护的作用以及发电机定子绕组接地保护的概念
（江西省火电建设公司江西南昌 330001）
摘要：本文主要叙述了大型发电机组定子接地保护的作用以及发电机定子绕组接地保护的概念，并介绍了新疆某600MW电厂使用的定子接地保护整定方法。
在各种运行条件下，对主变高压侧发生单相接地故障时耦合至发电机侧的零序电压进行分析计算，提出了发电机定子接地保护的整定建议。
关键词：发电机组；定子接地保护；3U0电容；接地电流
一、定子接地保护在大型汽轮发电机组中的地位
发电机是电力系统中最重要的设备之一，其外壳完全接地。
当发电机定子绕组与铁心之间的绝缘被破坏时，就形成了定子单相接地故障。
发电机定子绕组发生单相接地故障时，中性点流过的接地故障电流与中性点接地方式有关，发电机中性点接地方式的不同，对发电机定子接地保护的出口方式要求也不同，而且动作时限也是长短不一。
由于现代大型发电机组在电力系统的重要性，所以大型发电机一般都装设作为发电机主要保护的100%定子接地保护，并保证该保护能够可靠正确动作，确保小异常不酿成大事故。
二、大型发电机定子接地保护的构成
我国大型发电机组大都采用单元接线方式，中性点接地方式主要采用中性点经配电变压器（二次侧接电阻）接地，电阻值较大，取为高阻接地，其电阻吸收功率大于或等于三相对地电容的无功伏安。
为限制动态过电压不超过2.6倍额定相电压，接地电阻（一次值）RN′≤1/3ωCg，Cg为发电机每相对地耦合电容。
三、发电机定子绕组接地保护
（1）接地电阻定值的确定发电机中性点经配电变高阻接地，当定子绕组发生单相接地故障时，其等效的基波零序回路电路如下图所
示：
粗略估计电容容抗与中性点接地电阻（一次值）相等，根据DLT 684-2012 大型发电机变压器继电保护整定计算导则，发电机允许的接地故障电流值为1A中性点变压器变比为20000/240V，二次电阻为0.46Ω，令α=1（机端接地），IE=Iper=1A，E=UN/1.732，得
=0.15*20/（1.732*0.46*83.33）/400=0.11A
式中：Rn 发电机中性点接地变压器二次侧负载电阻；
URn.SEC 发电机机端单相金属性接地时负载电阻Rn 上的电压；
nCT 中间CT 的电流变比；实际为10/5=2
a一般取10%~20%
保护经整定延时动作于停机，该延时需和系统高压侧接地零序电压保护配合，取1s。
（4）测量回路监视定值整定
现场整定
（5）补偿环节定值整定
现场整定
四、结语
根据以上计算结果可知，整定发电机定子单相接地保护定值时，建议按可靠躲过主变高压侧单相接地时耦合至发电机侧的最大零序电压值整定，同时为了进一步保证发电机设备安全，动作时限应尽可能缩短。
参考文献：
[1]邓祖前.提高发电机定子接地保护动作可靠性的措施[J].湖南电力，2011，（04）：37-40+50.
[2]巨争号.发电机定子接地保护分析及改进措施[J].陕西电力，2011，（08）：82-85. 作者简介：
吴文宝（1982-），男，江西赣州，本科，工程师，从事电站电气调试工作。