大型水电机组注入式定子接地保护的应用详解
发电机100%注入式定子接地保护运行分析
发电机 100%注入式定子接地保护运行分析摘要：某电厂#2发电机首次并网前，发电机100%定子接地保护测量的接地电阻值显示正常。
在发电机并网后，发电机100%定子接地保护测量的接地电阻值随着机组功率的上升呈明显下降的趋势。
发电机100%定子接地保护跳闸段的定值为98Ω，出口方式为全停II，即跳发电机出口断路器，跳灭磁开关，关主汽门。
报警段的定值为573Ω，发报警信号。
在2#机组停机小修期间，对2#发电机100%定子接地保护的实现原理、调试方法和运行数据进行仔细研究，对设计的接线方式、设备参数和定值进行了全面复核，最终确定了2#发电机100%定子接地保护测量的接地电阻值随着机组功率的上升呈明显下降的根本原因，并制定和实施了切实有效的解决措施。
关键词：注入式接地保护、三次谐波、传变系数、放大效应一、原理简介西门子100%定子接地保护采用20Hz电压注入式原理，在发电机中性点通过发电机中性点接地变压器注入频率为20Hz、幅值约为25V的交流电压，测量该回路的电压和电流，来计算发电机定子的对地绝缘电阻值。
2#发电机首次并网前，保护A柜和C柜发电机100%定子接地保护测量的接地电阻值显示正常。
在发电机并网后，发电机100%定子接地保护测量的接地电阻值随着机组功率的上升呈明显下降的趋势，在50%功率平台已接近报警值，威胁机组的稳定运行。
二、根本原因分析和确定通过对西门子发电机100%定子接地保护的实现原理、调试方法和运行数据进行仔细研究，并组织了包括发变组保护厂家人员、设计人员、调试人员及继电保护专业人员等进行集中研讨和分析，确定100%定子接地保护接地电阻的测量值下降可能由以下原因造成：保护装置的数学模型和参数补偿方式问题和设备原因。
1、保护装置的数学模型和参数补偿方式问题在发电机并网提升功率的过程中，三次谐波电流值随发电机功率的上升呈明显增加的趋势，如下表所示。
在每个功率平台，三次谐波的值是相对稳定的。
注入式定子接地保护原理
注入式定子接地保护原理嘿，小伙伴们，今天咱们来聊聊一个非常实用的技术——注入式定子接地保护原理。
这个原理可是电力系统中非常重要的一环，它能帮助我们保护电力设备，防止因为电流过大而引发的火灾、触电等危险。
那么，这个原理到底是怎么工作的呢？别着急，让我慢慢给大家解释。
咱们得了解什么是定子。
定子是电机的一个重要组成部分，它的作用是产生磁场，让转子在磁场的作用下旋转。
而注入式定子接地保护原理，就是在定子上安装一种特殊的装置，叫做“注入式接地装置”。
这个装置的作用就像是一个保险丝，当电流过大时，它会自动切断电源，保护我们的电力设备。
那么，这个注入式接地装置是怎么工作的呢？其实很简单，它主要由两部分组成：一个是检测器，另一个是执行器。
检测器负责检测电流的大小，当发现电流过大时，就会发出信号；执行器则负责根据信号来切断电源。
这样一来，只要有电流过大的情况出现，注入式接地装置就能及时发挥作用，保护我们的电力设备。
不过，大家可能会问：“为什么需要这个注入式接地装置呢？不是已经有了过流保护吗？”这个问题问得好！过流保护的确是电力系统中的一种保护措施，但是它并不能完全保证我们的电力设备安全。
因为过流保护只能在电流超过设定值的时候切断电源，而不能实时监测电流的大小。
而注入式接地装置就不一样了，它可以实时监测电流的大小，一旦发现问题，就能立即采取措施。
注入式接地装置虽然厉害，但它也不是万能的。
有时候，我们还是需要注意一些细节问题，才能更好地保护我们的电力设备。
比如说，我们在安装注入式接地装置的时候，一定要确保它的接线正确无误；在使用过程中，也要定期检查设备的运行情况，确保它能够正常工作。
只有这样，我们才能真正地发挥注入式接地装置的作用，保障电力系统的安全稳定运行。
注入式定子接地保护原理是一种非常实用的技术，它能够在电力系统中发挥重要的作用。
希望通过今天的分享，大家能够对这个原理有一个更加深入的了解。
以后大家在使用电力设备的时候，也要注意这个问题哦！好了，今天就到这里吧，下次再见啦！。
发电机定子接地保护原理(注入式、基波电压)及保护调试方法
主要内容
一、定子接地保护原理 基波电压式 注入式 二、调试方法
定子接地保护原理
基波定子接地保护
假设在右图中F点的A相绕组发生 接地短路。F点到中性点的匝数
占该相绕组总匝数的百分比为
。此时机端T 点各相的对地（对 A相的F点）电压为：
定子接地保护原理
所以机端T点对地的零序电压为：
零序电压值随短路点位置α的 变化而变化的关系如图所示。 在机端单相接地时零序电压最 大，在中性点处接地时零序电 压为零。
定子接地保护原理
基波零序电压保护发电机85～95 ％的定子绕组单相接地,在中性点N附 近发生接地故障，保护有死区。
基波零序电压保护设两段定值， 一段为灵敏段，另一段为高定值段。
灵敏段基波零序电压保护，动作 跳闸时，需经主变高压侧零序电压闭 锁，防止区外故障时定子接地基波零 序电压灵敏段误动；
调试方法
注入式定子接地调试方法及步骤 1、检查注入式定子接地保护电源正常 2、检查非电量保护柜内注入式定子接地保 护闭锁输出压板退出（解、接线前先投入， 解、接后再退出） 3、检查发电机保护A柜内投注入式定子接地 保护功能压板
调试方法
注入式定子接地调试方法及步骤 4、在接地变处接入电阻箱，一端接在接地刀闸靠近定子侧，一 端接地 5、通过调节电阻进行检查，补偿后相角通常在274°左右，测量 阻值按照工序卡与输入阻值基本一致，并验证报警及跳闸值。
100%的定子绕组接地短路保护的一种方案是用三次谐 波电压和基波零序过电压两种保护联合构成。三次谐波 电压定子接地保护对于中性点附近的单相接地短路有很 高的灵敏度，它与基波零序过电压保护正好有互补性。 所以可用这两个保护联合构成100%的定子绕组接地短 路保护。
注入式定子接地保护在金安桥600MW机组上的应用
定 子 绕 组 的 单 相 接 地 是 发 电 机 较 常 见 的 一 种 故 障 ， 发 电 机 单 相 接 地 故 障 往 往 是 相 间 或 匝 间 短 路 的
先 兆 。 金 安 桥 水 电 站 发 电 机 空 气 冷 却 器 、 轴 承 冷 却 器 的 热 交 换 方 式 为 水 冷 式 ． 如 果 冷 却 器 发 生 漏 水 会
引 起 发 电 机 定 子 绝 缘 逐 步 劣 化 ，虽 不 会 立 即 击 穿 ，
但 接 地 保 护 必 须 立 即 检 测 出来 ，否 则 发 电 机 定 子 绝
缘 持 续 恶 化 将 引 起 机 组 单 相 接 地 故 障 ，甚 至 进 一 步
采 用 ＷＦ ８ Ａ 装 置 ， 定 子 接 地 注 入 单 元 采 用 Ｂ一 ０１
ｓ ｎ ｉ ｖ ｔ ｆ ｔ ｔｒｓｎ ｌ－ ｈ ｓ ｒ ｕ ｄ ｐ ｏｅ ｔ ｎ ａ ｅ ｉ ｏ ｔｎ ｒｓａｏ ｒｕ ｄ ｐ ｏｅ ｔ ｎ ｅ ｓ ｉｉ ｏ ａｏ ｉ ｇｅ ｐ ａ ｅ ｇ ｏ ｎ ｒ ｔｃ ｉ ｒ ｔ ｙ ｓ ｏ ｍｐ ｒ ｔ ｏ ｔ ｔｒｇ ｏ ｎ ｒ ｔｃｉ ． ａ ｆ ｏ
ｉｔ ｄ ｃｄ ｎ ｈ ｎ ｃｅ —ｙ ｅ ａｄ ｔ ｄ ｉ ａ ｄ ａ—ｒ ｕｎ ｙｐｏ ｃ ｏｓｗ ｒ ｃｍ ａｅ ．Ｔ ｅ ａｔａ ｏｅａｏ ｆ ｎ ｏ ｕｅ，ａ ｄ ｔｅ ｉ ｅｔｄ ｔ ｎ ｒ ｉｏ ｌ ｕｌ ｆ ｑ ｅｃ ｒｔ ｔ ｎ ｅｅ ｏ ｐｒｄ ｈ ｃ ｌ ｐｒｔ ｎ ｏ ｒ ｊ ｐ ａ ｔｎ ｅ ｅｉ ｕ ｉ
水 力 发 电
第 ３ 卷第 １ ７ பைடு நூலகம்
２１年１ ０１ 月
注入 式定子接地保 护在金 安桥
６ ０ＭＷ 机 组 上 的应 用 ０
大型发电机注入式定子接地保护应用与分析熊厚成
大型发电机注入式定子接地保护应用与分析熊厚成发布时间：2021-10-20T04:29:06.012Z 来源：《河南电力》2021年6期作者：熊厚成[导读] 受发电机气隙磁通密度非正弦分布和铁磁饱和的影响，在定子绕组的感应电势中不可避免地存在高次谐波。
（上海电力建设启动调整试验所有限公司上海 200335）摘要：随着经济和各行各业的快速发展，发电机是发电厂站中的重要电力设备，它的安全运行将直接影响着整个电站的可靠供电，而发电机定子作为机组的核心部分，不仅价格昂贵，而且结构复杂、不易检修，需要着力做好发电机定子的保护。
随着国家电力事业的迅猛发展，机组单机容量不断创出新高，特别是针对局部地区小电网大机组的特点，定子接地保护显得尤为重要。
关键词：发电机；定子接地；电压互感器1发电机定子接地保护原理（１）基波零序电压保护区。
当变压器高压侧发生接地故障时，因为变压器高低绕组间存在电容，所以在发电机机端会产生零序电压。
接地点的零序电压会随着接地点位置的不同而发生变化，接地点离机端越近，零序电压就越高，因而可利用接地点零序电压的基波特性构成定子接地保护。
基波零序电压定子接地保护动作，但是保护整定值无法躲过不平衡电压与高次谐波的干扰，只能完成发电机定子接地０～８５％的保护，存在一定的保护死区。
（２）三次谐波电压保护区。
受发电机气隙磁通密度非正弦分布和铁磁饱和的影响，在定子绕组的感应电势中不可避免地存在高次谐波。
2原因分析检查发现发电机出口1TVC相电压互感器有异味，外壳有裂纹，测量发电机1TV三相阻值偏差大（A相为1956Ω，B相1962Ω，C相为1762Ω），1TVC相电压互感器内部匝间短路，造成发电机定子C相二次电压降低，B相二次电压升高，零序电压突增，达到发电机定子接地保护3U0动作值，发变组保护动作，机组跳闸。
查阅发电机故障录波器数据，当发电机机端TV一次绕组发生匝间短路时，故障相对地等效阻抗减小，其他两相对地阻抗不变，定子三相对地阻抗不平衡，导致发电机三相一次对地电压不平衡，产生机端对地零序电压和中性点对地零序电压达到发电机定子接地保护动作值。
大型水电机组自适应注入式定子接地保护研究
注入 ２ ０ Ｈ ｚ电压 ， 保 护 装 置在 接 地 变 二次 侧 采 集 电压 和 电流 ， 再 经 过 计 算 来 判 断 故 障 情 况 。其 原 理 如 图 １
所示…。
但 在实 际应 用 中 ， 由于 运行 工 况 的变 化 会 导 致 相
：
２
， ＣＴ
（ ２ ）
式 中，
为 电阻折算 系数 ， 综 合 考 虑 了接地 变 压 器 变
比和 电压 测 量 抽 头 及 电 流 互 感 器 的 变 比 。 由 于 式 中
可 以应 用 于现场 的 自适 应注 入式 定子 接地 保 护方案 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４—１ １—１ ３
差很 大 且 已不 能 满 足 运 行 要 求， 最大误差超过 了
１ ０％ 。
（ １ ）
ｅ （ ）
２０
为 此本 文从 注入 式 定 子 接 地 保 护 的原 理 出 发 ， 对 其 中 的保 护 补偿 参 数展 开分 析 ， 以分 析其 变 化 对 测 量 结 果产 生 的影 响 。根据 试 验 和分 析 结 果 ， 提 出 了一 种
１ 研究背景
注入 式 定子 接地 保 护原理 简单 ， 物 理 意义 明确 ， 灵 敏度 在整 个 定子 接地 范 围 内一 致 ， 不 受 故 障接 地 位 置 的影 响 ， 在发 电机 停 止 和 运行 过程 中均 能 起 到 保 护 作
用。
２ 注人 式定 子接地保护测量原理及模 型分析
是 理 想化 的计 算方 法 ， 在 实 际应 用 中采用 该 种算 法 会
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
新型定子单相接地保护在大型水电机组中的应用
新型定子单相接地保护在大型水电机组中的应用摘要：随着发电机容量的增大，对定子绕组单相接地保护性能提出更高的要求。
注入式定子单相接地保护因其突出的优点，具有广泛的应用前景。
本文以黄河拉西瓦水电机组定子接地保护的方案为例，通过剖析西门子的注入式定子接地保护装置，分析了其基本原理，出口逻辑、接地判据、相关参数的整定和现场运行情况证明了该保护的准确性和可靠性。
关键词：700MW水轮机组；注入式；单相接地0 引言发电机在正常运行时三相定子绕组对地是绝缘的，而在定子绕组发生接地短路时这种对地绝缘性能被破坏，所以如果在定子绕组与大地之间加入一个非50Hz 的另一个频率的电源，那么定子绕组接地时，该电源回路就经过大地流有一个该频率的故障电流。
利用该电流增大后该频率的电压和电流的比值（该比值正比于接地电阻的大小）的降低的特征可以构成相应的保护，来检测定子绕组的接地故障。
这种保护称作接地电阻定子接地保护，从原理上讲在理想情况下其灵敏度与接地故障在定子绕组上的位置无关，所以可构成100%的定子接地故障保护。
而且在发电机开机之前本保护就可检测出定子接地故障。
1 拉西瓦工程概况黄河拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界的黄河干流上，是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划的第二个梯级电站。
电站总装机容量4200MW，为有6台混流式水轮发电机组，单机额定容量为700MW，发电机出口电压为18KV，设有发电机出口断路器，主变压器采用单相变压器，容量为800MVA。
西门子公司全套外加20Hz低频电流电源型定子接地保护装置7UM62在三峡左岸水电站的700MW水轮机组上均安全稳定运行了2年以上，此设备在国内外都有着更成熟运行经验，故拉西瓦水轮发电机组定子接地保护采用西门子公司全套外加20Hz低频电流电源型定子接地保护7UM62装置。
2 西门子注入式定子接地保护装置概述2.1基本原理通过下图中得到的两个测量值USEF和ISEF，来计算20 Hz低频交流信号回路的电压和电流矢量。
注入式定子接地保护原理
注入式定子接地保护原理1. 什么是注入式定子接地保护？嘿，朋友们，今天咱们来聊聊一个非常重要的话题，那就是“注入式定子接地保护”。
听起来是不是有点儿晦涩难懂？别担心，咱们慢慢捋清楚！简单来说，注入式定子接地保护是一种保护电动机，特别是发电机的一种技术。
想象一下，你的电动机就像是一个大家庭，而接地保护就是这个家庭的护卫，专门用来防止意外情况的发生。
1.1 定子和接地的概念首先，咱们得搞清楚“定子”是什么。
定子就像是电动机里的“静态一族”，它不动，但是又非常重要。
它是电动机的静止部分，负责产生电磁场。
而“接地”呢，简单来说，就是把电动机的一部分通过导线连接到地面上。
这样做的目的是为了安全，像是为电动机装上了一个保护罩，防止电流意外跑出来。
1.2 为什么需要注入式？那么，为什么需要注入式接地保护呢？你想啊，如果电动机内部发生了什么意外，比如说绝缘层老化，电流可能会漏出来，这可就麻烦了！就像是家里有个漏水的地方，水一旦漏出来，不但损坏东西，还容易引发更大的问题。
所以，注入式接地保护就像是给电动机加了一个监控系统，时刻盯着它的动静，确保一切正常。
2. 注入式接地保护的原理接下来，咱们聊聊这套保护系统是怎么工作的。
这就像是一个严谨的侦探在调查现场，工作方式可不能马虎。
2.1 注入电流首先，注入式接地保护系统会通过注入电流的方式来监测电动机的状态。
这个注入电流可以说是“探测器”，它会发出一个小电流，通过定子绕组。
如果这个电流发现了异常，比如有漏电的情况，它就会迅速发出警报。
想象一下，当你的家里有入侵者，报警器一响，立马警报四起，所有人都知道出事了。
2.2 故障检测当电流异常时，系统会立即切断电源，确保电动机停止工作。
这样就能避免更大的损失。
你可以把它想象成一个自动保护的开关，就像在危急时刻，英雄及时出现在关键时刻，救了场面。
3. 重要性与应用最后，咱们来聊聊注入式接地保护的重要性，以及它的实际应用场景。
这可不是小打小闹，关系到咱们的生活方方面面。
龙滩700MW水轮发电机注入式定子接地保护对调速器残压测频的影响分析
Ｒ Ｃ Ｓ 一 ９ ８ ５ Ｕ 定 子 接 地 保 护 辅 助 电 源 装 置 提 供 ２ ０ Ｈｚ 的外加 低频 电源 ，注入 到 发 电机定 子 绕组 侧 ， 与Ｒ Ｃ Ｓ 一 ９ ８ ５发 电机保 护 装 置配 合 ， 构成 完整 的外加
５ ３
红水河 ２ ０ １ ３年第 ５ 期
机定子 接地电 流（ 不经 数字滤 波） ， 为 接地电 流 ３ 龙滩水 电厂调速器测率方式
定值 。
当 （ 经 数 字 滤波 后 的 ２ ０ Ｈｚ 正 弦 电压 ） 和（ ｂ 经数字 滤波后 的 ２ ０ Ｈ ｚ 正 弦电流 ） 都分 别低 于
龙 滩 水 电 厂 机 组 调 速 器测 频 按 照冗 余 进 行 配 置， 分别取 Ｖ Ｔ （ 自残 压 ） 和 Ｓ Ｓ Ｇ（ 齿盘 ） ， 正 常时 Ｖ Ｔ
安 装 ９台 单 机 容 量 ７ ０ ０ ＭＷ 的混 流 式 水 轮 发 电 机 组 。在 南方 电网 中 ， 主要 承担 着发 电 、 调压 、 调峰、 调
１ ＜Ｕ ２ 一ｌ
ｌ ＜ｊ Ｉ
频等重要任务。 龙 滩 水 电厂定 子 一点 接 地 共设 有 两 套 保互 感 器 ， 在
某 种情 况 下 ，注 入式 定子 接 地保 护注 入 的 ２ ０ Ｈ ｚ 低
厂１ ｌ ＋ Ｉ 田
＜ 子 ／ — — — 接 — — 地 — — 跳 — 一 闸ｌ
频 交 流 信 号会 反应 到调 速器 残 压 测频 采 样 电压 中 ，
龙 滩 水 电 厂 调 速 器 电气 柜 采 用 法 国 Ａ Ｌ Ｓ Ｔ Ｏ Ｍ
公 司的 Ｔ ． Ｓ Ｌ Ｇ型功能组 合式 数字控 制器 为硬件 核心
大型水电机组自适应注入式定子接地保护研究
大型水电机组自适应注入式定子接地保护研究吴礼贵;吕晓勇【摘要】为了满足大型水电机组保护必须配备100%定子接地保护的要求,三峡水电站机组均配备了注入式定子接地保护. 在应用过程中发现随着运行工况的变化,注入式定子接地保护接地电阻测量精度会发生变化,即在发电机静态试验过程中将补偿参数调整准确后,在动态试验时测量结果却发生了变化,在发电机升至额定电压后测量结果又会发生变化. 为解决该问题,对注入式定子接地原理进行了分析研究,在对各项参数变化引起的误差展开分析的基础上,结合试验数据,找出了注入式定子接地保护在不同工况下测量误差大的原因,提出了自适应的注入式定子接地保护方案. 目前,采用自适应的注入式定子接地保护已在三峡水电站机组保护中投入运行,其在停机和运行状态下均保证了定子接地电阻测量的准确性.%As the large hydropower generator-unit must be equipped with 100% stator grounding fault protection, the voltage-injection-based stator grounding fault protection system is installed in all the generator units of Three Gorges Hydropower Plant. However, it is founded in application that the measurement accuracy of the grounding resistance of the protection system varies with different operation conditions. Although the offset parameters are set at accurate values in static test of the generator, the test results change in dynamic test and so do the measurement results when nominal voltage is attained in the generator. To solve this problem, a study on the mechanism of voltage-injection-based stator ground fault protection is carried out, in which the errors caused by the variation of the parameters are analyzed. According to the test figures, the causes of bigmeasurement er-rors in different operation conditions of the protection system are founded out and a self-adaptive voltage-injection-based sta-tor grounding fault protection is proposed. The application of the proposed protection system in the generator-units of Three Gor-ges Hydropower Plant by far shows that the measurement accuracy of the grounding resistance can be assured when the generator is in or out of operation.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2015(046)010【总页数】5页(P7-11)【关键词】注入式;补偿值;自适应;定子接地保护【作者】吴礼贵;吕晓勇【作者单位】三峡水力发电厂电气部,湖北宜昌443000;三峡水力发电厂电气部,湖北宜昌443000【正文语种】中文【中图分类】TV731注入式定子接地保护原理简单，物理意义明确，灵敏度在整个定子接地范围内一致，不受故障接地位置的影响，在发电机停止和运行过程中均能起到保护作用。
注入式定子接地保护的应用与分析
注入式定子接地保护的应用与分析【摘要】当发电机定子绕组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后，接地电流较大时可能在故障点引起电弧，使定子绕组的绝缘和定子铁芯烧坏，容易发展成危害更大的定了绕组相间或匝间短路。
在实际运行中发电机定子接地保护显得尤为重要，对保护装置的功能也提出了更高要求。
本文通过电厂实际运行经验和现场保护调试方法，对紫坪铺电厂3#发电机定子接地保护改造加装“注入式定子接地保护”的方案做进一步介绍。
并通过相关实验与计算，验证其保护的可靠性与传统定子接地保护相比的优越性。
【关键词】改造;注入式定子接地保护;可靠性1保护组成紫坪铺电厂总装机760MW，由4台单机190MW的混流式机组。
机组发变组保护由南京南瑞继保电气有限公司2套RCS-985A发变组保护装置和1套RCS-974AG变压器非电量及辅助保护装置组成。
表1改造前、后保护配置调度命名改造前柜内保护配置改造后柜内保护配置3#发变组保护A屏RCS-985APCS-985AW（采用注入式定子接地保护）RCS-985U（提供外加低频电源）3#发变组保护A屏RCS-985APCS-985AW（基波零序电压式和三次谐波电压比率方式）RCS-974AG2PCS-974A-G改造前3#发变组保护A、B屏内RCS-985A均采用基波零序电压式和三次谐波电压比率方式构成的100%定子接地保护，改造后的定子接地保护A屏采用“注入式定子接地保护”，B屏不变。
2注入式定子接地保护2.1组成及原理注入式定子接地保护是由RCS-985U低频注入电源和PCS-985AW保护装置两部分共同实现。
其中，RCS-985U定子接地保护辅助电源装置提供外加低频电源（20HZ/25V），将低频电压电流信号注入到发电机定子绕组中。
PCS-985AW 发电机保护装置检测注入的低频电压、电流信号，当发电机定子绕组发生接地故障，注入的电压、电流信号随之发生变化，通过导纳法可准确计算出接地故障的过渡电阻阻值，计算的电阻阻值与定子绕组的接地故障位置无关，可以反映发电机100%的定子绕组单相接地。
1000MW机组发变组注入式定子接地保护应用探究
1000MW机组发变组注入式定子接地保护应用探究发布时间：2021-03-19T09:47:39.757Z 来源：《中国电业》2020年32期作者：刘沙，郭玉庆，胡启明[导读] 随着电网技术的发展，发电厂机组容量逐步提升，发电机定子对地电容也随之增加，发电机定子接地是一种较为常见的接地故障，接地故障时接地电流很大，会对发电机组产生较大的危害。
刘沙，郭玉庆，胡启明广西防城港核电有限公司，广西防城港市，538001摘要：随着电网技术的发展，发电厂机组容量逐步提升，发电机定子对地电容也随之增加，发电机定子接地是一种较为常见的接地故障，接地故障时接地电流很大，会对发电机组产生较大的危害。
本文对发变组注入式定子接地保护原理进行了简介，总结了相关保护整定方法及关注事项，并结合现场常见问题进行了分析，给出了改进方法。
关键词：发变组定子接地保护注入式0 引言随着发电机容量不断增加，发电机定子对地电容也有所增加，发电机定子接地是一种较为常见的接地故障，接地故障时接地电流很大，对发电机组的危害很大。
大型发电机组均配置了双重化的定子接地保护。
[1-2]一套采用的为90%基波零序电压加三次谐波电压判据组成100%定子接地保护，另一套采用的是外加20HZ电源注入式定子接地保护。
20HZ注入式定子接地保护不受故障点位置、发电机运行工况等情况的影响，保持较高的灵敏度。
因注入式定子接地保护在调试和运维过程中注意事项进行了分析研究。
1 注入式定子接地保护原理某电厂发电机中性点采用接地变电阻接地，注入式定子接地保护采用的是南瑞继保RCS-985U装置，其二次接线如图 1 所示。
[3]图 1 注入式定子接地保护回路原理图发电机正常运行情况下装置采到的低频电流主要是发电机对地非常小的电容电流，当发电机组绝缘破坏造成金属性接地时，装置采到的电流为电阻性电流，通过图2的导纳法计算对地电阻，并与定值和相应的判据进行比较，进而报警或跳闸。
图2 注入式定子接地保护计算模型图2、注入式定子接地保护整定2.1相角补偿保护装置采集的低频电压和电流的角度检测准确才能保证保护的可靠，则必须对采样相角采样进行补偿。
注入式定子接地保护的应用分析及整定计算
注入式定子接地保护的应用分析及整定计算王文贞【摘要】The generator stator winding single-phase grounding fault is one of the most common faults of generator,configuration of high sensitivity 100％ stator ground fault protection is of great significance.This paper mainly introduces the configuration,protection principles,setting calculation,site commissioning and application examples of injection-type stator ground protection,which will get more extensive application for its advantage and practicability.%发电机定子绕组单相接地故障是发电机最常见的故障之一,配置高灵敏度的100％定子接地保护意义重大.本文主要介绍了发电机注入式定子接地保护的配置、保护原理、整定计算、现场调试以及应用实例,说明了该保护的优点和实用性,必将得到更为广泛的应用.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)022【总页数】3页(P224-226)【关键词】注入式;定子接地保护;应用分析;整定计算【作者】王文贞【作者单位】北京中恒博瑞数字电力科技有限公司,北京100085【正文语种】中文【中图分类】TM772近年来发电机单机容量不断增大，对定子接地保护提出了更高的要求。
目前，国内应用较多的100%定子接地保护是基波+三次谐波双频式定子接地保护，但由于其受发电机工况和接地位置影响较大，难以完全满足大型发电机对高灵敏度的要求。
发电机注入式定子接地保护的原理及试验
发电机注入式定子接地保护的原理及试验摘要：大型发电机100%定子接地保护为双重化配置，且为两种不同的保护原理，第一种采用基波加三次谐波定子接地保护，第二种为注入式定子接地保护，本文介绍了注入式定子接地保护的工作原理，并介绍了该保护的调试试验方法，为同行电厂及后续机组的调试、维护提供参考。
关键词：发电机定子接地保护；注入式；继电保护；原理；调试；前言定子接地是发电机故障中常见的一种故障，我厂定子接地保护通过基波零序电压加3次谐波电压、注入式定子接地保护实现双重化配置，其中注入式定子接地保护有不受机组运行方式的影响、与故障接地位置无关、灵敏度在整个定子范围内一致、不受机组工况影响等诸多优点。
本文详细介绍了发电机注入式定子接地保护的动作原理，总结机组调试经验，给出该保护定值整定计算及现场调试方法。
1.发电机注入式定子接地保护的原理1.1发电机注入式接地保护配置方案我厂配置的发电机注入式定子接地保护装置由南京南瑞继保工程有限公司设计生产，注入式辅助电源装置型号为RCS-985U，由方波电源、带通滤波器、电阻分压器3部分组成。
RCS-985U 装置配合RCS-985G发变组保护装置构成注入式定子接地保护。
RCS-985U产生20Hz低频电压信号，该信号经中性点接地变压器注入到发电机定子绕组中，当发电机定子绕组发生接地时，保护装置检测到注入的电压、电流信号发生变化，通过计算低频电压、电流信号之间的关系，可准确计算出接地故障电阻的阻值。
注入式定子接地保护接线原理图如图1所示。
如图1所示，RCS-985U运行后，RCS-985G发电机保护装置将检测到IG0和UG0，通过计算得出定子对地电阻值。
1.2保护原理当发电机定子绕组对地绝缘正常时，注入到定子绕组的低频电流主要是流过定子绕组对地电容的容性电流，当对地绝缘老化或出现接地故障，注入的电流将流过接地故障点（图2中箭头所示），出现一部分电阻性电流。
图2中，US为注入式电源电压，ULF0为注入的20 Hz 零序电压，ILF0为注入的20Hz零序电流，Rin为等效电源内阻，Rn为变压器负载电阻，CΣ为发电机定子绕组侧系统对地电容（一相），RE为单相接地故障电阻。
注入式定子接地保护原理及调试
注入式定子接地保护原理及调试1 前言对于发电机的故障来说，定子接地是一种十分普通的现象，并且当前我国的发电机组中运用最多的就是上述所说的两种定子接地保护，但是当前我国发电机的单机容量越来越多，导致定子对地的电容要求也越高，所以这两种定子保护的方案不能足以支持一些大型发电机组的保护需求，对于我国的现状来说，对于定子接地的保护还不够成熟，所以我们应该将注入式定子接地保护的原理以及现场的调试有机的结合起来，从而提升我国的相关水平。
2 简述注入式定子接地保护的原理所谓二十赫兹的定子单相接地保护，就是在发电子定子回路和地间外加一个二十赫兹的频率较低的电源，如果发电机没有故障的话，三相的定子回路对地势绝缘的，并且该电源只有极小的一些电容电流，但是当发电机出线单相接地的故障的时候，加入电压的话，电流就不会保持恒定，并且电流也会发生电阻性分量的现象，因为保护装置的信噪比比较高，所以微量的偏移电压就能进行可靠的动作，对于注入电压的频率来说，要用比较频率比较低的电压，从而使电容以及电流减少，并且因为电压的互感器的励磁阻抗，所以我们所选择的频率也要高于一个限度，所以确定为二十赫兹，要想最大程度上保障发电机的绝缘寿命的话，就要将百分之一到百分之三的发电机额定相电压值设为注入的电压幅值。
对于保护装置要想计算二十赫兹的分量的话，就要用十赫兹为基频并且利用傅式的计算方法，之所以选择该方法，就是因为其能有效得知二十赫兹的分量的同时还能够排除掉其他一些十赫兹的倍频干扰信号，我们要想对一个发电机组进行检测从而判断其是否发生接地故障以及发生故障的水平的话，首先要知道如果发生接地故障的话，定子的绕组对地的阻抗就不会保持不变，所以我们要使用相关的装置对接地变压器二次测得的二十赫兹电压i 以及电流的信号就能知道接地过度电阻的二次值，并且在通常的发电机组当中，都会有一个高的定值和一个比较低的定值，前者的作用主要是进行延时的报警，后者的作用就是进行延时的跳闸。
关于注入式定子接地保护的说明
南京南瑞继保电气有限公司南瑞继保（200 ）研字RDE0 0 号批准：关于华能淮阴电厂5#、6#机组定子接地保护的说明针对2004年12月华能淮阴电厂#3发电机发生的定子绕组单相接地故障，鉴于和华能淮阴电厂多年良好的合作关系，我公司对于5#、6#机组的定子接地保护，配置了更加完善、灵敏的、不同原理的、完全双重化的100%定子接地保护方案：A屏100％定子接地保护：基波零序电压定子接地保护＋三次谐波定子接地保护B屏100％定子接地保护：低频注入式定子接地保护两面屏上的其余保护配置完全相同。
注入式定子接地保护的特点：1）在发电机停运、启停、运行的全过程中，都可以提供灵敏的定子接地保护，可检测定子绝缘的缓慢老化。
2）保护范围不仅包括整个定子绕组，还包括发电机中性点，保护的灵敏度一致，不受接地位置影响。
可以准确测量接地电阻的大小。
3）原理成熟，龙滩7×700MW机组、哈热2×330MW机组、漫湾300MW机组等工程均采用此保护原理。
5#、6#机组定子接地保护方案的先进性和优越性：（1）更完善：定子接地保护配置完全双重化，两套定子接地保护均采用不同保护原理，符合25条反措、18条反措中对于双重化保护尽量采用不同保护原理的要求。
（2）更灵敏：注入式定子接地报警，可以直接整定接地电阻大小，整定比较灵敏，在定子绝缘下降初期就有很好的检测作用。
（3）更可靠：基波零序电压保护原理和注入式定子接地原理，均可以灵活整定为报警或跳闸，方便相互配合。
（4）更先进：不同原理的配合，优势互补，能够做到故障定位，利用注入式原理R，然后通过基波零序电压原理可以计算出接地位置测量接地故障发生时刻过渡电阻gα，即使现场发生轻微弧光接地都可以灵敏动作并定位。
综上所述，5#、6#机组定子接地保护方案是目前大型机组最成熟、完善的保护方案。
采用注入式定子接地保护需要完成以下工作：（1）注入式电源的安装：在发变组保护C屏安装，电源提供、屏柜开孔、端子匝线均由我公司完成。
GIX104型100_定子接地保护原理及其应用
《华中电力》第10卷第3期 1997年6月生产与求索G I X104型100%定子接地保护 原理及其应用 华能岳阳电厂 伍征团 杨菊元摘 要 介绍G I X104型注入式发电机100%定子及转子接地保护的工作原理及其应用情况,分析了保护装置存在的问题,并提出改进措施。
关键词 注入式 定子保护 设计 报警 谐波1 概 述 华能岳阳电厂采用瑞士ABB公司生产的G I X104型发电机100%定子接地保护,自1991年投运以来,出现了保护装置在运行中烧坏和保护误报警等故障,发电机等一次设备曾出现过接地故障,定子接地保护均能正确动作,切除故障。
该保护利用注入12.5H z 电压信号的原理,对发电机绕组实现100%接地故障保护。
该保护装置的特点首先是既可作为发电机定子接地保护,检测100%定子绕组范围的接地故障,又可作为各种励磁方式发电机的转子接地保护,定、转子保护功能件可由用户根据需要选择;定子接地保护装置中还配有一套能检测发电机定子绕组10%～100%故障的95%定子接地故障后备保护。
另外不论发电机是静止状态,还是运行状态,保护装置均有相同的灵敏度。
其次对于100%定子接地故障保护,能检测发电机定子绕组、发电机中性点和与发电机定子绕组直接相连的其它部位(如主变压器低压绕组和厂高变的高压绕组)发生的接地故障,且有相同的灵敏度。
与国内所应用的发电机定、转子绕组接地故障保护比较,G I X104型注入式发电机100%定、转子接地故障保护的原理新颖,功能符合实际需要。
本文介绍该保护装置的工作原理及其在华能岳阳电厂的应用情况,分析保护装置故障和误报警的原因,提出改进的措施。
2 保护原理及其检测功能2.1 保护原理图1为G I X104型保护装置的定子接地保护框图。
图中R e为限流电阻,I为注入变压器。
注入变压器有两个原边绕组,分别接入两组可控开关T1和T2,通过开关T1和T2的交替导通接到辅助交流电源。
可控开关的交替导通频率为1 4系统频率,即12.5H z (对于50H z)或15H z(对于60H z)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
注入式定子接地保护现场试验
24-Jan-2007 12:36:02岩滩1号机-并网后10%有功-CPU-2K
1
ULF0 (V)
0
-1
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180
2
ILF0 (mA)
0
-2
0
20
40
60
大型水电机组 注入式定子接地保护的应用
陈佳胜 chenjs@
主要内容
• 注入式定子接地保护方案 • 注入式定子接地保护原理 • 注入式定子接地保护现场试验情况
注入式定子接地保护方案
➢发电机中性点经过接地变压器接地， 接地变副边并联一负载电阻，外加20Hz 低频电源叠加在电阻上，通过接地变副 边耦合至一次侧。
➢ 同时，接地变压器的副边电压较高，一般在 100V~500V之间，需要分压后接入装置，零序电 压UG0可从分压器上取得，也可直接在电阻分接 头上抽取。
注入式定子接地保护原理
➢ 接地变为理想变压器的等效电路
I k
IC
In RN
E 20
RK jX C
•
Ri
IG 0
U G0
E 20
注入式定子接地保护原理
➢ 保护计算、测量采用精细化模型，采用高精度的保护算法，通过 适当补偿环节，在发电机各种工况下，可准确的计算出接地故障 电阻值；
➢ 保护灵敏度在定子绕组各处一致，无保护死区； ➢ 现场试验步骤简单、方便，只需相位校正、短路试验、模拟故障
试验，即可完成保护参数的整定；
➢ 外加电源、滤波器一体化设计，回路简洁、可靠性高、维护方便；
➢发电机定子绕组侧绝缘正常时，计算 出的接地电阻为无穷大，一旦发生定子 接地故障，零序电压UG0、零序电流 IG0均发生变化，计算出的接地电阻减 小，装置根据接地电阻值和零序电流 IG0的大小来判定是否出现定子接地故
障。
注入式定子接地保护方案
➢ 考虑到发生定子接地故障时流过负载电阻上的电 流很大，需要通过一个中间CT进行隔离来取得 零序电流IG0；
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
UG0
•
＝R2
jX 2
((Rm
jX m ) //( R1
jX1
(RK
//
jX c )))
IG0
注入式定子接地保护现场试验
某水电厂采用注入式定子接地保护方案，其设备参数为： ➢ 发电机额定电压为15.75kV ➢ 定子绕组侧对地电容参数约为4.23uF/相 ➢ 额定功率300MW ➢ 中性点接地变压器电压变比15.75kV/1.732/690V ➢ 额定容量30kVA ➢ 副边并联负载电阻1.0欧 ➢ 中间CT变比为500A/1A ➢ 分压器分压比为1/5
ULF0 (V)
0
-1
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180
1
0
-1
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180
3
2
1
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180
RE (k)
图4 发电机中性点经2.0k电阻接地的波形(发电机空载30%UN)
图中，ULF0为注入的低频电压，IFL0为注入的低频电流，RE为测量得到的接地过渡
• 接地电阻的计算
•
Y G jB IG0 • k UG0
RK
1 G
Re
1
•
IG0
•
k UG0
注入式定子接地保护原理
➢考虑接地变参数影响的等效电路
Ik
R1 jX 1 IC
R2 jX 2
Rm
In
E 20
RK
jXc
Im
RN
jX m
I G0
Ri
•
U G0
注入式定子接地保护原理
• 计及接地变参数影响的电阻计算公式
80
100 120 140 160 180
3
RE (k)
2
1
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180
图5 发电机中性点经2.0k电阻接地的波形(发电机并网10%PN )
注入式定子接地保护应用情况
目前，该方案已在国内20多台300MW～700MW容量的机组 上得到成功应用，满足了大型水电机组对定子接地保护的要求。 应用实例：
注入式定子接地保护现场试验
• 试验方法
分别在发电机静止状态、空载运行状态和并网运行状态下，用绝缘棒将 实际电阻的引线挑至发电机中性点接地柜内接地变一次侧的隔离刀闸上， 模拟中性点经过渡电阻接地的情况，验证保护性能。
ILF0 (mA)
注入式定子接地保护现场试验 24-Jan-2007 00:24:42岩滩1号机-30%UN-CPU-2K 1
龙滩水电站7×700MW机组 彭水水电站5×350MW机组 浙江滩坑水电站3×200MW机组 广西岩滩4×300MW机组 云南漫湾二期300MW机组 。。。。。。
注入式定子接地保护应用情况
该方案具有如下特点：
➢ 在发电机静止、启停及正常运行状态下可有效发现定子单相接地 故障，可监视定子绕组绝缘的缓慢老化；