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
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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。

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（2）机组相关的电气设备存在缺陷，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—并网后
这类告警在#3机组发生时，对机组相关的电气设备检查后发现并进行了处理；主要原因是机组的接地变压器隔离刀闸位置不适导致接触不良，从而引起中性点电压互感器输出值偏离正常运行值有关。

（3）机组相关的电气设备可能存在缺陷，主要原因未明；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—并网后
DGT801发电机组三次谐波定子接地保护装置在运行中受负荷变化时的影响较大，容易误发动作信号（目前国内该保护均只投入告警）。

无论何种情况告警，都需及时核查电气设备的状态是否正常，尤其是机组检修完毕的第一次并网出现告警，首先检查接地变压器的设备。

3 处理情况
3.1保护装置内部K1、K2系数设置不合理。

2016年1月23日，1号机组在空载状态下，通过装置重新整定K1、K2系数，误告警信号频次减小，但是未彻底消除；
3.2经现场查看1（2）号机组报3ω定子接地误告警信号机组状态为：1号机在开机过程中，共10.5KV母线的另一台机若在
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开机运行状态下，可能会出3ω定子接地误告警信号。

将此情况询问南自厂家技术人员，厂家回复：保护装置未配置双机保护功能，即未考虑两台机共一段母线的情况。

解决办法：将另一台机的断路器位置接点引入本机保护装置、对保护装置配置双机保护功能，并进行适当优化。

4 结束语
发电机三次谐波定子接地保护主要保护距发电机中性点5%-15%左右范围内的定子绕组接地故障，当告警信息频繁误报时，极大影响了专业人员的判断，如果发电机真的发生单相接地故障，而专业人员又无法确认采取措施时，其后果将会是非常严重的，因此现场专业人员应根据实际情况，保证三次谐波定子接地保护动作的可靠性，避免发电机定子接地保护不能正确动作而导致接地故障转化为相间短路及匝间短路，扩大故障范围，造成重大损失。

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