发电机95%定子接地保护跳闸分析.docx

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1、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。2023 年进展增容改造， 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。在进展增容改造同时，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。2023 年 11 月 7 日改造工程完毕，发变组保护传动试验验证保护装置回路规律正确后，进展总启动。当发电机冲至 3000 转，零起升压至额定，预备并网时， 11:05:41 时

2、，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，非接地相对地电压上升，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。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发电机定子绕组单相接地时，发电机系统的

3、零序电压与接地点的位置有关。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图二 基波零序电压保护规律框图图三 三次谐波电压判据规律框图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 8595%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。保护规律框图见图二、图三。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

4、Uo.p=KrelUo.max 2式中：Krel牢靠系数，取 1.21.3 Uo.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=10V动作时间：定子接地保护可视为发电机的主保护，在保证不误动的状况下，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牢靠躲过传递过电压，高定值取 25V，动作时间取0.5S。3. 故障缘由分析3.1

5、 保护装置动作报告图四 保护装置动作报告从 RCS-985B 发变组保护装置打印出的动作报告图四，可以看出基波零序电压定值动作，依据定值整定原则，可以推断接地故障应当发生在机端向机内的 90%范围内。3.2 发电机故障录波图分析图五 PT 电压录波图从#1 发电机故障录波图图五上可以看出，当故障发生时，发电机机端1PT、2PT 的电压波形均发生畸变，由于发变组保护为双重化配置，采样通道独立， A 屏保护电压量取自 1PT，B 屏保护电压量取自 2PT。依据两套保护均动作、两个PT 电压采样量波形等现象可以断定：定子接地保护非误动，应确有一次故障发生。在图五中，1PT 和 2PT 的 Ua、Ub

6、 波形虽然发生畸变，但仍可看出正弦波形。Uc 在故障发生时畸变严峻，电压下降到 32.647V 和 33.170V，依据故障分析原理， 可以断定接地故障发生在 C 相。图六 零序电压录波图依据前文对接地点零序电压的理论分析可知，当 C 相接地时接地点零序电压：U = -03当发生接地故障时，由于接地电流格外小，定子绕组感抗又远小于对地容抗，在这种状况下，可以无视定子绕组感抗压降。这时，零序电压 U0既是定子绕组任一相和任一点的零序电压，同时也是发电机中性点的位移电压，依据图六可以看出故障发生时发电机中性点 PT 3U0Umax= -55.744V，代入公式3，可得：-55.74= -57.74

7、=0.97据此可以推断出机端 C 相发生故障，导致定子接地保护动作。4.事故检查及处理电气检修人员测量一次系统绝缘到零后，翻开 1A 高厂变高压侧 C 相胶囊， 觉察封闭母线盘式绝缘子有放电痕迹，见图七。更换备品后，测量绝缘到达20M。图七5.结论在#1 发电机发生故障时，依据录波图和基波零序动作理论推算出接地位置和实际故障位置格外吻合，说明定子接地保护动作正确。保护准时动作，快速切除故障，避开了事故的进一步进展，使损失降到了最低，大大缩短了抢修时间。由此，在整定定子接地保护时，在保证不误动的状况下，动作时间尽可能短，将其视为主保护整定的这一整定原则来整定时比较合理的。参考文献1.王维俭，电气主设备继电保护原理与应用，北京：中国电力出版社，202.2.高春如.大型发电机组继电保护整定计算与运行技术 .北京：中国电力出版社， 2023.3.RCS-985 发电及变压器成套保护装置技术和使用说明书，南京南瑞继保电气