论发电机常见接地保护的方式及问题
发电机转子接地保护注入式和乒乓式对比与应用金臻琴
发电机转子接地保护注入式和乒乓式对比与应用金臻琴发布时间：2023-06-05T03:40:44.411Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：金臻琴[导读] 转子接地是发电机的常见故障，转子一点接地对发电机不会造成直接危害，但若再发生一点接地，则会破坏气隙磁场，引起机组振动，所以，准确地检测转子一点接地是避免发生两点接地而造成严重故障的前提。
浙江大唐乌沙山发电有线责任公司浙江省宁波市 315722摘要：转子接地是发电机的常见故障，转子一点接地对发电机不会造成直接危害，但若再发生一点接地，则会破坏气隙磁场，引起机组振动，所以，准确地检测转子一点接地是避免发生两点接地而造成严重故障的前提。
本文重点比较分析目前比较常用的两种转子接地保护――乒乓式和注入方波电压式转子接地保护的原理，对比了它们的优缺点，并以某650MW火电机组为例，介绍了该厂20Hz方波电压注入式转子灵敏接地保护的原理、应用及改造注意事项。
关键词：转子接地保护；注入式；乒乓式；20Hz方波。
前言近年来，在发电厂中，机组长期运行，由于转子内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化等原因，造成转子对地绝缘水平降低进而引发转子接地故障，转子一点接地对发电机并不会造成直接危害，但若再相继发生第二点接地故障，两故障点之间在励磁电压的作用下将会流过较大的故障电流，则可能因过热而进一步烧伤转子本体；由于部分绕组被短接了，气隙磁场的对称性遭到了破坏，发电机所能发的无功功率减少了，在无功需求很大的情况下对系统不利；更严重的是气隙磁通失去了平衡，将会引起发电机旋转的不平衡，引起振动，对于多级发电机而言振动还会相当剧烈，从而造成灾难性的后果，严重威胁发电机的安全。
由于故障发展到转子两点接地时已对发电机组造成了严重的损坏，因此在转子发生一点接地时，应发出信号，运行人员立即转移负荷，平稳停机处理。
若发生转子两点接地应立即停止发电机的运行，所以，准确地检测转子一点接地是避免发生两点接地而造成严重故障的前提。
大型水轮发电机组中性点接地方式
大型水轮发电机组中性点接地方式安振山 (攀枝花,二滩水力发电厂 617000)摘要 巨型水轮发电机组的出现,使直接接于发电机定子线圈接地故障保护问题越来越引起人们的关注。
流经接地点的电容电流不断增大,将破坏线圈绝缘和定子铁芯。
而流经接地点的电容电流与发电机中性点的接地方式有关。
以往,中国水轮发电机组中性点系经消弧线圈接地,中国近几年引进的一批外国机组,其接地方式是经过接地变压器接地。
文章结合水轮发电机组运行经验,对两种接地方式进行了比较,探讨了适合中国电网运行的接地方式。
关键词 二滩水电站 水轮发电机组 中性点接地 消弧线圈接地 接地变压器Mode of Neutral Point Grounding of Large Hydroelectric SetA n Zhenshan(Er tan Hydroelectric Power Station617000)Key Words er tan hydro electric pow er station hydroelectric sets neutral g rounding arc suppr ession coil g rounding g rounded transformer1 引言进入80年代以来,中国的水电事业得到了迅速的发展,投产百万千瓦以上的大型水电厂已很多,单机容量也从100MW发展到550M W,在建的三峡电站的单机容量将达700~750M W,巨型水轮发电机的出现,使直接接于发电机定子线圈接地故障的保护问题越来越引起人们的严重关注,因为流经接地点的电容电流不断增大,将破坏线圈绝缘和定子铁芯。
而流经接地点的电容电流与发电机中性点的接地方式有关,以往,中国水轮发电机中性点系统消弧线圈接地,在改革开放的情况下,中国又引进了一批国外机组,中性点接地方式又出现了经接地变压器接地的方式。
本文结合水轮发电机组的运行经验,比较了两种接地方式的优劣,探讨了适合中国电网运行的接地方式。
水轮发电机转子一点接地原因分析及处理
水轮发电机转子一点接地原因分析及处理发电机转子一点接地故障是发电机常见的故障。
作者对哈拉军水电站一台机组做预防性试验时，测得发电机转子绝缘电阻接近于零，判断发电机转子绕组有接地现象。
经过检查发现了接地点并进行了修复。
本文通过对这一故障的处理，分析了发电机转子绕组一点接地的原因、预防和处理方法。
标签：转子绕组；接地故障；故障检查前言哈拉军水电站位于新疆伊犁特克斯县库克苏河上，该电站2015年1月并网发电，总装机容量28MW，安装3台轴流水轮发电机，额定电压10500V，采用静止可控硅励磁方式，转子接地故障的发电机型号为SF7000—16/3300。
作者在对这台机组做预防性试验时，测得转子磁极和磁极母排的绝缘电阻为0.1MΩ，判断磁极或磁极母排存在一点或多点接地。
经过专业技术人员认真分析原因、检查和处理，最终发现转子接地的原因，原因是和磁极连接的母排的绝缘层击穿，导致转子一点接地。
下面以这台机组转子接地故障为例，对故障发生的经过和分析检查处理过程进行详细的介绍，并对此类故障进行了分析，提出了预防措施。
1、故障经过发电机机组在C级检修时，专业人员在测量发电机转子绝缘电阻时发现测得转子磁极和磁极母排对地的绝缘电阻为0.1MΩ。
《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596—1996）规定，转子绕组对地绝缘电阻不小于0.5 MΩ。
因此，该机组转子绕组的绝缘电阻不符合《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596—1996）的要求，试验不合格。
专业人员对机组继电保护装置进行了检查，发现继电保护装置报警信息中没有“转子一点接地”故障。
2、检查及处理为了确定磁极是否接地，将磁极和母排断开，分别测量磁极和母排对地的绝缘电阻，发现磁极对地的绝缘电阻为1GΩ，负极的母排对地绝缘电阻为0.1MΩ，排除了转子磁极接地的可能。
进一步检查发现在转子端面上的负极母排有一处绝缘层被击穿，导致对地的绝缘降低。
专业人员拆除了击穿的绝缘层并对母排重新进行了绝缘包扎，重新测得母排绝缘合格。
关于发电机定子接地保护动作的原因及处理
关于发电机定子接地保护动作的原因及处理作者：陆位宁来源：《科学与财富》2018年第27期摘要：电压互感器是电力系统重要的一次设备，本文通过分析出口电压互感器突发故障引发的发电机定子接地保护动作案例，探讨了出口电压互感器故障的诊断方法。
关键词：发电机；电压互感器；故障引言随着电力事业的飞速发展，一些国家和地区开始呈现出小电网大机组的特征，再加之单机容量的不断增大，使得定子接地保护越来越重要。
同时，由于电压互感器能够将高低压隔离，能够为仪表装置等提供统一标准的二次电压。
因此，有必要加大对发电机定子接地保护动作和出口电压互感器故障的研究。
1.故障情况2017年5月22日斐济某水电站现场电气保护触发了发电机95%定子接地故障保护误动故障。
该水电站发电机保护装置由我公司负责设计并供货。
现场保护动作后，经斐方相关人员检查发现，发电机定子绝缘正常，保护二次回路定值和动作逻辑均符合要求，但发电机出口一个电压互感器外壳出现了迸裂。
该发电机出口电压互感器采用的是国产JDZX3—20型号的电磁式电压互感器。
由于该电气保护误动故障，严重影响电气设备的安全和机组稳定的运行。
对于如何避免该类故障的重复发生，提高机组运行的可靠性已成为亟待解决的问题。
2.电压互感器参数及故障设备照片因本故障发生而造成迸裂的电压互感器，其二次侧带有开口三角绕组，详细的规格参数如表1所示。
斐方人员将出现迸裂的电压互感器从现场拆下来并拍照传给我司（如图1所示），并要求我司对此故障现象进行分析并采取有效可行的应对措施。
故障原因分析从图1设备照片可清晰地看出表面的裂痕，从该表面现象初步分析判断引起此次发电机定子接地保护误动故障的原因可能有以下两个方面：铁磁谐振引起的故障，在中性点非直接接地系统中，当系统运行状态发生突变时，电磁式电压互感器有可能发生铁磁谐振。
高压侧的铁磁谐振使得电压互感器承受了超过标准的过电压，铁心迅速饱和，流过电压互感器一次绕组的电流很大，从而导致绕组绝缘过热，最终发生爆裂。
发电机转子一点接地故障原因分析和处理
发电机转子一点接地故障原因分析和处理摘要：发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用，也是国家电网实现电力系统及其自动化的基础，同时发电机本身也是一个十分贵重的电器元件，包含很多自动化元器件。
因此，应该对于各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。
发电机的内部故障主要是定子和转子绕组绝缘损坏引起的，所以配置可靠的转子接地保护就显得非常重要，本文详细地分析了在现场工作中遇到的转子一点接地保护装置动作后对问题的分析查找以及处理的过程。
关键词：转子接地保护；磁极连接线；绝缘一转子接地保护概况湘投铜湾水利水电有限责任公司（以下简称铜电公司）装有4×45MW灯泡贯流式发电机组，水轮发电机设备由天津阿尔斯通水电设备生产有限责任公司生产，其中励磁系统，采用的广州电器科学研究院附属广州擎天电气控制实业有限公司生产的EXC9000励磁系统，励磁电源取自发电机端部，用励磁变压器供给整流装置，整流装置输出的直流电供给发电机转子绕组。
发电机正常运行时，输出容量47.37MVA，Pf=0.95，端电压10.5KV，励磁电压365V，励磁电流1142A；发电机空载时，励磁电压170V，励磁电流747A。
发电机保护装置类型：WFB-811。
转子接地保护装置保护原理：在一点接地故障后，保护装置继续测量接地电阻和接地位置，并发出转子一点接地故障报警信号，不作用于机组停机，此后若再发生新的接地点，采用乒乓式开关切换原理，通过求解两个不同的接地回路方程，实时计算转子接地电阻值和接地位置，在单元管理机可实时显示转子接地电阻值和位置，并同时发信号至计算机控制系统，由计算机控制系统发出紧急停机信号作用停机。
二故障情况2012年7月3日凌晨，铜电公司2#机组突然发生紧急停机甩负荷事件，事后调出计算机监控记录，确定原因为轴电流过大引起（0.5A报警，超过1.5A，延时30s停机），然后对2#机进行检查，情况是：转子绝缘为零；接地碳刷接触不是太好；励磁系统检查无故障。
发电机三次谐波定子接地保护频发报警原因分析
专升本法律试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 根据《中华人民共和国宪法》，国家的根本制度是：A. 社会主义制度B. 资本主义制度C. 封建制度D. 共产主义制度答案：A2. 我国刑法规定，犯罪的主观方面包括：A. 故意B. 过失C. 故意和过失D. 无过错答案：C3. 根据《中华人民共和国民法典》，民事行为能力分为：A. 完全民事行为能力B. 限制民事行为能力C. 无民事行为能力D. 以上都是答案：D4. 我国《劳动法》规定，劳动者每日工作时间不得超过：A. 8小时B. 9小时C. 10小时D. 11小时答案：A5. 以下哪个不是知识产权的范畴？A. 著作权B. 商标权C. 专利权D. 继承权答案：D6. 我国《合同法》规定，合同的成立需要：A. 双方当事人的真实意思表示B. 双方当事人的书面形式C. 必须有第三方见证D. 必须经过公证答案：A7. 根据《中华人民共和国刑法》，以下哪种行为构成犯罪？A. 故意伤害他人身体B. 无意伤害他人身体C. 正当防卫D. 紧急避险答案：A8. 我国《婚姻法》规定，结婚的法定年龄是：A. 男22岁，女20岁B. 男23岁，女21岁C. 男24岁，女22岁D. 男25岁，女23岁答案：A9. 我国《行政诉讼法》规定，公民、法人和其他组织对行政机关及其工作人员的行政行为提起诉讼的期限是：A. 1个月B. 3个月C. 6个月D. 1年答案：C10. 以下哪个不属于我国《消费者权益保护法》保护的消费者权益？A. 安全权B. 知情权C. 选择权D. 经营权答案：D二、判断题（每题1分，共10分）1. 我国《宪法》规定，公民有言论、出版、集会、结社、游行、示威的自由。
（对）2. 我国《刑法》规定，犯罪行为必须是社会危害性的行为。
（对）3. 我国《民法典》规定，民事行为能力人可以独立进行民事活动。
（错）4. 我国《劳动法》规定，用人单位不得以任何形式解除劳动合同。
浅析135MW空冷发电机转子故障接地原因分析、处理方法及防范措施
浅析135MW空冷发电机转子故障接地原因分析、处理方法及防范措施摘要：发电机是发电厂的主要设备之一，发电机的运行安全与否直接关系到发电企业的安全经济效益，以及电力系统的安全运行和稳定性，发电机出现转子内部一点接地危害较大，后果也非常严重，本文主要浅析发电机转子故障接地的主要原因、处理方法及防范措施。
关键词：发电机一点接地防范措施一、故障简述：我厂为2台135MW空冷发电机组，发电机为国产的型号为QF-135-2型发电机，额定电压：13.8KV，额定电流：6645A 功率因数：0.85，额定转速：3000r/min，额定频率：50Hz，定子相数：三相，定子接法：Y，绝缘等级：F 级，励磁方式：自并励,冷却方式：空冷，于2008年12月初次投运，2011年9月进行第一次抽转子大修，2018年4月进行小修工作，小修时对发电机转子滑环进行清灰、更换碳刷工作、预试工作，预试结果为发电机转子绝缘电阻为240 MΩ、直流电阻为0.1289Ω。
于2018年4月26日并网成功。
2018年5月7日，#1机组停机前有功78MW、无功-22Mvar，转子电流629A，转子电压88V。
12时29分，#1机组跳闸，DCS发出“发变组保护A柜后备保护动作”信号，转子一点接地保护动作。
就地检查发变组保护A柜显示转子一点接地保护动作跳闸，动作值电阻小于1k，动作时间2s，保护为正确动作。
发电机现场检查未发现明显故障点，但发电机本体励端有焦糊味，随后摇测灭磁开关下口至发电机滑环处母线绝缘500MΩ正常，安装上碳刷摇测发电机转子绕组绝缘为0 MΩ。
再次对滑环室彻底吹扫后转子绝缘仍为0 MΩ，现场判断为发电机转子一点接地，故障点在发电机转子上。
随后联系发电机厂家专业技术人员对发电机转子接地故障进行了排查，现场解体滑环室和励磁侧端盖发现外环转子绕组和导电杆连接螺钉烧损，需发电机抽转子进行更换转子绕组引线和导电螺钉。
二、原因分析：发电机厂家专业技术人员对发电机转子接地故障进行了排查，发现故障点在固定转子引线的导电螺钉处。
无刷励磁同步发电机转子一点接地保护的探析
无刷励磁同步发电机转子一点接地保护的探析目前针对同步发电机转子一点接地保护方法与技术的研究多针对有刷同步发电机而言，较少涉及到针对无刷励磁同步发电机转子一点接地保护问题的研究。
本文为弥补研究局限，尝试对无刷励磁同步发电机的运行原理进行分析，并从单端注入方波电压一点接地保护、叠加直流电压一点接地保护两个方面着手，就无刷励磁同步发电机转子一点接地保护的关键技术手段与实现方式进行了分析与探讨，仅供参考与关注。
标签：无刷励磁同步发电机;转子;一点接地保护现代电力工业中对同步发电机的应用规模日益扩大，电力系统生产中同步发电机所扮演作用是非常关键的，其运行质量直接对整个电力供应系统的运行性能产生影响。
但受结构以及安装质量等一系列因素的影响，同步发电机在高速旋转状态下转子承受较大离心力作用，导致转子绕组频频出现绝缘故障，以绕组接地为最常见故障表现形式。
1 无刷励磁同步发电机概述无刷励磁同步发电机主要构成包括主发电机、旋转整流器、交流励磁机这几个部分。
主发电机为旋转磁级同步发电机，旋转整流器为三相整流桥，交流励磁机则为旋转电枢同步发电机。
无刷励磁同步发电机的基本运行原理是：在原动机面向主发电机提供拖动作用力同時旋转的过程当中，交流励磁机的转子上电枢绕组对发电机剩磁进行切割处理，此过程中基于自励机制形成三相交流电，并在旋转整流器的处理条件下将三相交流电经整流形成直流电，在此基础之上进入主发电机转子绕组内达到励磁目的。
2 单端注入方波电压一点接地保护下图（如图1）所示为无刷励磁同步发电机单端注入式转子接地保护的基本工作原理示意图。
采用单端注入方波电压的一点接地保护模式在转子负端与大地间增加一个方波电源压，参考转子绕组对地电容大小对注入电源所对应切换频率进行动态调节，以满足转子一点接地电阻实时性求解需求。
该一点接地保护反应无刷励磁同步发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。
图1中，定义R为注入大功率电阻，Us为注入方波电源，Rm为测量回路电阻，Rg为转子绕组相对于大轴的绝缘电阻水平，UL为无刷励磁同步发电机励磁直流电压。
浅析发电机定子接地保护动作事故的原因及防范
浅析发电机定子接地保护动作事故的原因及防范摘要：本文通过一次660MW机组的发电机定子接地保护动作引起机组跳闸的案例，分析发电机定子接地保护动作的原因，浅析防止同类型问题引发发电机定子接地动作的再次发生。
关键词：汽轮发电机注入式定子接地保护定冷水电导率1 前言定子绕组的单相接地是发电机最常见的一种故障，定子故障接地电流超过一定值就可能造成发电机定子铁芯烧坏，而且发电机单相接地故障往往是相间或匝间短路的先兆，因此大型发电机必须配置快速可靠的发电机定子绕组单相接地保护。
目前应用较多的发电机定子绕组单相接地保护主要有基波零序电压型定子接地保护、双频100%定子接地保护和注入式定子接地保护。
由于注入式定子接地保护不仅可以反映定子绕组在静止无励磁和起停机状态下的接地故障，还可以反映由于各种原因引起的定子绕组绝缘的逐渐降低，且其灵敏度与接地位置无关，因此得到了越来越多的应用。
2 发电机定子冷却水系统及保护装置简介2.1 定子冷却水系统简介某厂装机4台660MW火电机组，发电机为东方电气集团东方电机有限公司生产的QFSN-660-2-22B型汽轮机直接拖动、隐极式、二极、三相同步汽轮发电机，发电机冷却方式为水－氢－氢。
定子线圈包括定子引线直接水冷，转子线圈、定子铁芯采用直接氢冷。
定子冷却水系统中的工作介质为除离子水，补充水源有两路，分别为化学来除盐水和凝结水，系统设置有离子交换器，手动补水经过离子交换器处理后进入水箱，在离子交换器出口至水箱的管路上并联布置有微碱化装置，用以控制定冷水的PH值在规定范围内，自动补水直接通过电磁阀控制进入水箱,系统布置如图1所示；按照设计，系统运行中进入离子交换器的水流量为15t/h左右，进入发电机的冷却水流量为96t/h，微碱化装置投自动运行，发电机入口导电率测量值低于0.5μs/cm，启动计量泵向系统加碱，高于0.7μs/cm时计量泵停止。
系统补水水质要求硬度不高于2μmol/L、PH值为7～9、电导率＜0.5μs/cm；进入发电机定子线圈冷却水电导率＜1.5μs/cm，当进水电导率达1.5μs/cm时发电导率高报警，电导率达9.9μs/cm时发电导率高高报警，此时应停止发电机运行。
发电机95%定子接地保护跳闸分析
发电机 95%定子接地保护跳闸分析故障概况#1发电机于1994年投入运行，水氢氢型汽轮发电机。
2012年进行增容改造，改造后额定功率320MW，功率因数0.85（滞后），定子电压20kV，定子电流10868A，励磁方式为三机励磁。
在进行增容改造同时，将原发变组保护由ABB公司生产的REG更换为2套RCS-985B发变组保护装置和1套RCS-974AG非电量保护装置，实现保护双重化。
2012年11月7日改造工程结束，发变组保护传动试验验证保护装置回路逻辑正确后，进行总启动。
当发电机冲至3000转，零起升压至额定，准备并网时，11:05:41时，RCS-985B保护装置A、B屏定子接地保护动作，发电机跳闸，汽轮机跳闸，锅炉MFT。
定子接地保护原理及整定发电机定子单相接地保护是发电机常见的一种故障，当发生该种故障时，非接地相对地电压升高，危及对地绝缘，甚至会相继发生接地故障。
定子单相接地时，接地电流过的电流是发电机及其连接的厂用分支、封闭母线和主变低压绕组对地电容电流，当接地电容电流超过允许值（300MW汽轮发电机接地允许电流为1A），可烧伤定子铁芯，进而损坏定子绕组绝缘，导致匝间或相间短路。
发电机定子绕组单相接地时，发电机系统的零序电压与接地点的位置有关。
设定子A相接地，接地点距中性点的电气距离为，则机端对地电压为。
由图一可以看出，接地点的零序电压（1）图一零序电压与接地位置的关系在图中：－发电机相电压额定值；－发电机系统的零序电压；－接地点距中性点的电气距离，机端接地时，＝1。
2.1发电机定子接地保护原理RCS-985B定子接地保护主要由基波零序电压保护和三次谐波电压比率定子接地保护组成。
其中，基波零序电压保护发电机85~95%的定子绕组单相接地，而三次谐波电压判据则保护发电机中性点25%左右的定子接地。
保护逻辑框图见图二、图三。
图二基波零序电压保护逻辑框图图三三次谐波电压判据逻辑框图2.2 定子接地保护的整定计算2.2.1 低定值段零序电压整定按躲过正常运行时的最大不平衡基波零序电压Uo.max整定，即Uo.p=KrelUo.max （2）式中：Krel——可靠系数，取1.2~1.3Uo.max——机端或中性点实测不平衡基波零序电压在计算基波零序电压动作元件时，要考虑该保护的保护范围，当发生由机端向机内90%的范围定子接地故障时，基波零序电压保护应动作，此时一次零序电压应为0.1.#1发电机机端TV变比为//则低定值段零序电压的整定值为：Uo.p=3×=10（V）动作时间：定子接地保护可视为发电机的主保护，在保证不误动的情况下，动作时间尽可能取短，故取t=0.2s2.2.2 高定值段零序电压整定高定值段的动作电压应可靠躲过传递过电压，高定值取25V，动作时间取0.5S。
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论发电机常见接地保护的方式及问题
摘要：针对大型发电机采用100%注入式定子接地保护和定子接地保护的原理进行介绍，并对两种方式检测、安装及整定时应注意事项及易出现的问题进行了分析。
关键词：大型发电机；注入式；定子接地保护；安装及整定
1引言
近年来，我国火力发电事业的迅猛发展，装机容量的逐步提高，越来越多的火力发电设备单机容量逐步增大，发电机定子绕组对地电容也相应提高。
目前很多发电机大都采用变压器电阻接地方式（又称高阻接地方式），并装设注入式定子单相接地保护。
通过实验证明，这种保护的灵敏度与发电机的工况无关，与接地位置无关，更具优势的是还可以检测接地过渡电阻逐渐降低（绝缘渐变而不是突变）的接地故障。
另外很多电厂采用配备了大量微机发变组保护。
运行情况来看，发变组保护经常动作，其中发电机定子接地保护是动作次数较多的保护。
在这些微机发变组保护中，定子接地保护原理基本上是采用基波零序电压和三次谐波电压构成100%的定子接地保护。
2注入式定子接地保护原理
发电机在正常情况下，外加电源注入到接地变压器一次侧，生成电容性电流。
当定子绕组出现一点接地，注入电压、电流都将发生变化，注入电流将出现电阻性分量。
保护装置通过检测接地变压器二次侧的20Hz电压、电流信号，不难得到接地过渡电阻RE的二次值RE，sec；
注意，式中的电压、电流需滤除基波、3次谐波，并进行适当的补偿。
通过判定RE，sec值即可判定是否发生接地故障和接地故障的严重程度。
实际应用时有高低2个定值，高定值用于延时报警，低定值用于延时跳阐。
3定子接地保护的原理
现在微机保护中定子接地保护原理一般都是由基波零序电压和利用三次谐波电压构成100%的定子接地保护。
零序电压取自发电机中性点TV二次值，也可从消弧线圈的副边取得。
正常运行时，不平衡电压有基波和三次谐波，其中以三次谐波为主。
3.1基波零序电压所构成的85%～95%的单相接地保护
正常情况下，发电机三相电压中基波零序电压3U0很小，当定子绕组单相接地时，就会出现3U0。
另外考虑到三次谐波的影响，保护装置都带有三次谐波滤过器，装置的动作电压一般取5～15V（发电机机端接地时开口三角电压一般为100V），这样，保护范围可达85%～95%，死区为5%～15%。
其动作电压方程为：UOP>KrelUunb式中，UOP为零序不平衡电压；Krel为可靠系数，取1.15～1.30
因为200MW以上发电机没有装设匝间保护，考虑到匝间故障极大部分伴随接地故障，或由接地故障发展所致，为了保证发电机设备的安全，将带有三次谐波滤过器的反应基波零序电压的保护作用于跳闸。
3.2三次谐波所构成的不小于20%的单相接地保护
利用三次谐波构成的定子接地保护，可以消除基波零序电压元件保护不到的死区，这2部分保护装置的保护应有一段重叠区，因此三次谐波构成的定子接地保护范围应不小于20%（从发电机中性点开始），设Us3为机端三次谐波电压，UN3为中性点三次谐波电压，可利用机端三次谐波电压为动作量，而中性点三次谐波电压为制动量。
保护动作的判据一般有以下几类：
（1）|Us3|≥|UN3|，此判据调试简单，但灵敏度低。
（2）|KUs3-UN3|≥β|UN3|，β<1。
（3）|PUN3-Us3|≥β|UN3|+△U△U为极化继电器的动作电压，小于0.7V。
正常运行时，调整|PUN3-Us3|近似为零，并有适当的制动量β|UN3|。
当发生单相接地故障后，|PUN3-Us3|上升，而β|UN3|下降，从而使继电器动作。
总之，三次谐波定子接地保护的动作值必须按实际动作判据在现场调试，要求发电机中性点经3000电阻接地，保护可靠动作。
考虑到发电机中性点附近接地故障时，故障电流较小，零序电压较低，所以三次谐波电压定子接地保护一律只投信号，不投跳闸。
4注入式定子接地保护易出现的注入信号的检测问题的分析
注入的电压、电流信号相对较小，特别是当中性点接地变压器电压变比比较大、负载电阻Rn很小时，注入电源近似被短路，这对信号检测提出了很高的要求。
为了避免信号受到干扰，建议电压回路、电流回路二次线采用屏蔽线；另外，在现场发现中性点接地柜内的电压、电流回路二次线和接地变压器出线铜排绑扎在一起，这也是不合适的，二次线应单独走线。
5定子接地保护调试安装及整定时出现问题的分析
（1）变电站，通常要求将来自电压互感器二次星形的4根升压站引入线和电压互感器开口三角的2根开关场引入线必须分开，N回路不得公用。
而对于发电机组，却没有这样的规定，但根据经验，发电机的二次电压回路同样应该将二次回路中N回路分开，这样对保护的抗干扰能力将大为增强。
（2）为防止发电机电压互感器一次侧熔断器断开或二次侧接地短路而引起零序电压误动，必须用发电机中性点电压互感器或消弧线圈的二次电压，这样就可以不考虑熔断器的问题。
如果一定要采用发电机机端电压互感器的二次电压，那么必须有相应的PT断线闭锁基波零序电压定子接地保护。
（3）在发电机中性点经消弧线圈接地的系统中，消弧线圈与发电机中性点之间不应该装设其他的东西，以免由于一次接地，导致中性点电位上升，对地绝缘不行，从而造成两点接地的严重故障。
在某电厂就发生过因为装设在线检测装置，在发电机中性点与消弧线圈之间加装了一个小的电流互感器，在运行过程中，由于发电机定子发生了单相接地故障，使中性点对地电位上升，而电流互感器的二次线与中性点挨得较近（绝缘很容易被击穿），并且电流互感器的二次线直接进入在线检测装置（外壳接地），从而导致中性点间接对地放电，进一步发展成发电机机端与中性点直接短路的严重故障。
（4）应考虑此保护与主变高压侧接地时保护的配合。
当主变高压侧发生接地故障时，高压系统的零序电压将通过变压器高、低绕组间的电容耦合到发电机，此电压有可能超过基波零序电压的定值。
如果高压侧为大电流接地系统，因其本身的接地保护将快速作用于跳闸，那么定子接地保护只需在时间上与其配合即可。
如果高压侧为小电流接地系统，必要时还应考虑基波零序电压动作值的大小及时间的配合等。
（5）特别注意中性点消弧线圈投入后二次电压的监视，因为正常运行时应该有一定的值，如果中性点的二次电压UN为完全零，表明回路有问题，必须查明原因。
参考文献
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