发电机定子绕组单相接地保护的原理与存在的问题及改进分析.doc
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1、发电机定子绕组单相接地保护的原理与存在的问题及改进分析1 引言发电机定子接地是指发电机定子绕组回路及与定子绕组回路直接相连的一次系统发生的单相接地短路。定子接 按接地时间长短可分为瞬时接地、断续接地和永久接地;按接地范围可分为内部接地和外部接地;按接地性质可分为 金属性接地、电弧接地和电阻接地;按接地原因可分为真接地和假接地。近几年来,各种原理的发电机定子绕组单相接地保护装置纷纷出现,如三次谐波电压型、零序电流型等,但零序电压型由于其接线简单、维护方便、运行可靠等优点,仍在中小型机组上广泛应用。因此,对零序电压型单相接地保护进行分析和改进,仍有现实意义。2 零序电压型单相接地保护原理6kV发电
2、机为中性点不接地系统,当发生定子绕组单相接地时,故障点将出现零序电压。下面以A相定子绕组任一点发生金属性接地故障为例进行分析。当中性点直接接地系统(又称大接地电流系统)中发生接地短路时,将出现很大的零序电压和电流。还有在中性点不直接接地系统中当发生单相接地时,也会产生零序电压。零序电源在故障点,故障点的零序电压最高,系统中距离故障点越远处的零序电压就越低,取决于测量点到大地间阻抗的大小。如图1所示,假设A相在距中性点a处(a表示由中性点到故障点的匝数中该相总匝数的百分数)的d点发生接地故障。则零序电压为(推导过程略):Ud0=-aEA上式表明,故障点的零序电压与a成正比,即接地点离中性点越远,
3、零序电压越高。这样,可以利用接于机端的电压互感器开口三角形取得零序电压,构成单相接地保护,如图2所示。3 存在问题与改进图2是最基本的零序电压型发电机定子接地保护,实际运行中,经常发生保护误动或拒动现象。因此,有必要对这些问题进行分析与改进,从而提高保护的正确动作率。3.1 动作电压值整定变压器 bian ya qi利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。在电器设备和无线电路中,常用作升降电压、匹配阻抗,安全隔离等。变压器按用途可以分为:配电变压器、电力变压器、 全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、 单相变压器、电炉变压器、整流变压
4、器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器 试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器。零序电压型单相接地保护,是从机端电压互感器开口三角形侧取得零序电压,接入保护用的过电压继电器。理想情况下,发电机正常运行时,TV开口三角形侧无零序电压,继电器不动作。但实际上,发电机在正常运行情况下,其相电压中存在三次谐波电压;另外,在变压器高压侧发生接地短路时,由于变压器高低压绕组之间有电容存在,发电机机端也会产生零序电压。为了保证保护动作的选择性,保护的整定值应躲开上述三次谐波电压与零序电压。根据运行经验,电压值一般整定为1520V之间。按此值整定后,由于靠近中性点附近发生接地故障时,零序电
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