第16卷(2014年第4期)
电力安全技术
J
检修技术
lanxiujishu
发电机定子绕组单相接地保护
动作的分析
邡润涛
山东新龙集团有限公司,山东潍坊262700)
摘要』介绍了一起发电机基波3石定子接地保护动作跳闻的事故,阑述了发电机基波零序
电压与三次谐波电压共同构成的100%定子接地保护原理,详细分析了事故发生的原因,并提出了
相应的预防措施。
〔关键词〕
定子绕组;单相接地;接地保护;开ロ三角电压
0引言
1事件经过
发电机定子接地故障是最常见的发电机故障。
2011-03-24T13:30,某电厂7号发电机组运
发电机定子接地后,接地电流经故障点三相对地电行时突发“基波3U。动作信号”,发电机保护动作
容、三相定子绕组构成通路。当接地电流较大时,跳闻,造成厂用电系统瓦解。发电机跳闻后,检
能在故障点引起电弧,造成定子绕组和定子铁芯烧查为发电机定子绕组单相接地基波零序保护动作。
伤,甚至可能造成相间或匝间短路。当电厂发电机随即对发电机一、二次设备,发电机本体,母线,
定子接地保护动作时,现场运行及检修人员应及时TV(电压互感器),TA(电流互感器),避雷器,主
掌握发电机一、二次设备及保护动作信息,并立即变及其附属设备进行检查,均未发现明显异常,测
进行分析、判断和处理,确保机组安全稳定运行。量发电机定子绕组对地绝缘电阻合格。在确认发电
格中219×30,订购2台型号为PN24MPa/DN200机组年发电量约30亿kWh计算,则每年可节约
的电动闸阀,分别安装在原减温水管路和新管路上,标准煤1638t;按目前市场标准煤单价500元/t
用于负荷变化时切换减温水水源。同时在新管路上计算,每年可节约81.9万元。这表明,过热器减
安装1台同规格的手动闸阀,用作检修或事故时的温水系统改进项目经济效益十分可观,值得在同类
隔离门,使其在机组运行时保持全开状态。在新管型机组中推
路安装时,考虑高加出口给水管道和给水泵出口去
过热器减温水管路的热膨胀值不同,在新管路上加
装“U”·型弯管吸收膨胀。
收稿日期:2013-11-07。
改造于2012年机组B修时实施,投运后效果
作者简介
良好。由于机组只在负荷300MW以下时才需要
蒲树晨(1973-),男,高级工程师,主要从事电厂汽轮机检修
切换减温水水源,操作很少,完全达到方案的预期管理工作,emaill:ybspshch@163.com
效果。改进后,由东北电力科学研究院有限公司
牛东辉(1968-),男,技师,主要从事电厂汽轮机检修工作
出具的机组性能试验报告中采用等效热娢降法对
张守和(1964-),男,技师,主要从事电厂汽轮机检修工作。
过热器减温水系统的影响进行了分析。试验测算
杨建波(1975-),男,技师,主要从事电厂汽轮机检修工作。
表明:减温水系统政进后,机组热耗较改进前降低
王松昌(1971-),男,辅机检修高级工,主要从事电厂汽轮机
13.53kJ/kWh,煤耗降低0.546g/kWh。以3号检修工作。
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电力安全技木
第16卷(2014年第4期)
机无异常的情况下,重新将其并入系统后发现,发电机机端TV开口三角绕组零序电压3U。和中性
电机机端TV开口三角电压值异常并存在波动。
点TV二次側零序电压。,此保护可滤除三次谐
波分量,只反应基波分量。3U6和U。以躲过正常
2发电机定子单相接地保护原理
运行时机端TV开口三角绕组或中性点单相TV二
次侧可能出现的最大基波零序电压来整定,动作定
该电厂的7号发电机经中性点TV接地,采用值为12V,其保护逻辑如图2所示。
基波零序电压与三次谐波电压共同构成的100%定
子接地保护,其接线示意如图1所示。
TV断线
36或
保护
30
压板
110kV系统
しゴ1Q0延时时限3或し定子接
地信号/出口
主变
La> Uo
图2基波3或%定子接地保护
发电机
(2)三次谐波定子接地保护。三次谐波电压定
6kV系统
子接地保护反应发电机中性点20%~30%的定子
绕组单相接地故障。机端侧三次谐波电压取自机端
电抗器
DD③
TV开口三角零序电压,中性点三次谐波电压取自
1号TV2号TvV励磁变
发电机中性点TV二次电压,以保护装置测取的三
厂用电系统中性点rv
次谐波电压作为保护判据
该装置谐波制动系数分为2种:K1为并网前
图1发电机的一次接线
谐波制动系数,K2为并网后谐波制动系数。整定
原则是,躲开正常运行时机端三次谐波电压与中性
当发电机定子绕组单相接地时,同中性点非点三次谐波电压的比值为最大值,即ひr(三次
直接接地电网发生单相接地故障一样,故障点将出Uo(三次)为最大值。其保护逻辑如图3所示。
现零序电压,且零序电压与故障点距中性点的距离
成正比。当中性点附近发生单相接地故障时,故障
次保
TV断线
护户压板
点零序电压为0;当故障点越靠近中性点时,其零
三次定子接地
&「O_(延时时限信号/出口
序电压越小,甚至可小于微机保护的整定值而出现
o(三次>KLo(三次
保护的“死区”。这时发电机的三次谐波电压构成
(a)并网前的三次谐波定子接地保护逻辑
的定子接地保护,可消除零序电压保护的“死区”。
其原理是:利用正常运行时发电机中性点的三次谐
TV断线
三次接地
保护压板
波电压值比发电机机端的三次谐波电压大,而发生
o(.三次)>K4Lo…(三次
&「O①?延时限次定子接地
发电机内部定子绕组单相接地故障时,发电机机端
的三次谐波电压却比中性点的三次谐波电压大的特
断路器位置
点,设定发电机机端的三次谐波电压为动作量,中
b)并网后的三次谐波定子接地保护逻辑
性点的三次谐波电压为制动量,当动作量大于制动
图3并网前后的三次谐波定子接地保护逻辑
量时,保护动作,正常时保护制动。
图3中:K1Uo(三次)为并网前制动量;K2Uo
某公司生产的PA300-G型发电机综合保护装(三次)为并网后制动量;びo(三次)为动作量。
置,其定子接地保护有以下2种方式。
(1)基波30或。定子接地保护。基波3。3基波3定子接地保护动作分析
或定子接地保护反应85%~95%的定子绕组
单相接地故障。保护装置采集2个零序电压,即发
根据发电机定子单相接地保护原理,7号发电