发电机定子、转子接地保护

RCS-985 发电机注入式定子接地保护
定值整定原则
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基波零序电压定子接地保护
RCS-985发电机100%定子接地保护
基波零序电压定子接地保护
RCS-985发电机100%定子接地保护
基波零序电压定子接地保护
注：由于在发电机中性点处存在位移电压，该保护不可避免的在中性点附近存 在死区，且当经过过渡电阻接地时灵敏度不高。
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
组屏
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
接线图
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
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电容电流，当对地绝缘受到破坏，出现接 地故障，注入的电流将流过接地故障点，出现一部分电阻性电流。保护 装置检测注入的低频电压、电流，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。 该保护具有如下特点： (1) 保护范围为100%定子绕组，包括发电机中性点，无保护死区。 (2) 整个定子绕组各处具有相同的保护灵敏度，不受接地位置影响。 (3) 低频信号和发电机的工频、分数次谐波、整数次谐波频率不同，机组 正常运行或振荡时不会影响接地故障电阻阻值的计算。保护不受发电机 运行工况的影响，在发电机静止、起停过程、空载运行、并网运行等各 种况下，该保护均能可靠工作。 (4) 注入到发电机绕组上的低频电压不超过1%~3%的额定相电压，不会损 坏定子绕组的绝缘。
基波零序电压保护区
三系谐波电压 保护区
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发电机注入式转子接地保护
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
概述
RCS-985 发电机注入式转子接地保护，在未加励磁电压的情况下 也能监视转子绝缘，在转子绕组上任一点接地时，保护的灵敏度高且一 致。可根据现场转子绕组引出方式，选择单端注入或双端注入方式。采 用自适应有源切换技术，消除转子绕组对地电容的影响。 对转子接地保护的要求。 新型注入式转子接地保护具有两种实现方案： （ 1） RCS-985RE 发电机转子接地保护单装置装置的体积小， 便于安 装， 适用于特大型机组由于转子电压过高而将转子接地保护就地安装 在励磁系统的场合。 （ 2） RCS-985 大型发电机变压器成套保护装置 适用于转子接地保护无需就地安装的场合。在 RCS-985 大型发电机变 压器成套保护装置中， 嵌入专用注入电源模块， 直流输入采用高性能 的隔离放大器， 电路原理与 RCS-985RE 单装置一致。
RCS-985发电机100%定子接地保护
三次谐波比率定子接地保护
RCS-985发电机100%定子接地保护
三次谐波比率定子接地保护
正常运行时机端与中性点处的三次谐波电压的特征。 发电机每相对地电容 各一半分接在机端和中性点处。发电机外接元件的每相对地 电容 接于机端。发电机三次谐波的相电势为 。由于正常运行时三相的三次谐波电压 的幅值和相位相同，所以在三次谐波等值电路图中机端T处三相可连在一起，中性点N 处三相本来就连在一起，构成如图1的三相三次谐波等值电路图。各处的电容是单相 电容的三倍。发电机的电阻、电抗、电导相对于电纳来说很小，可忽略不计。
图5 双端注入式保护等效原理图
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
注入式转子接地保护原理
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RCS-985 发电机注入式转子接地保护
结论推导wk.baidu.com
{ {
其中：
{
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
注
转子两点接地保护建议手动投入方式，在一点接地稳定后手 动经压板投入。 由于转子一点接地保护投入运行后， 会影响转子回路对地 的绝缘阻值， 所有当有两套转子一点接地保护装置（ 双重 化配置） 时， 只能投入一套运行， 另一套作为冷备用。 大轴接地应可靠， 保证电刷与滑环间接触良好。
技
Thank you!
术 宅 没 心 没
术
差
误
人
误
己
技
肺
即使考虑发电机并网前 Ct 0 ，此时依然有 关系 U T 3 U N 3 。可见正常运行
时无论并网前后都有U T 3 U N 3 1关系。
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三次谐波电压差动定子接地保护
三次谐波电压差动判据：
RCS-985发电机100%定子接地保护
发电机100%定子接地保护
RCS-985发电机100%定子接地保护
三次谐波比率定子接地保护
上图中L为消弧线圈的电感值。机端和中性点的三次谐波电纳（这里电纳是容抗和 消弧线圈感抗的倒数）和总电纳分别为：
可见如果考虑到发电机的消弧线圈补偿都是欠补偿的关系，机端和中性点的 三次谐波电压相位相同。即使再考虑消弧线圈中有电阻成份，机端和中性点的三 次谐波电压相位约在 之间。其幅值比为：
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注入式转子接地保护原理
图3 双端注入式保护方案
图4 单端注入式保护方案
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
注入式转子接地保护原理
注入式转子接地保护分为两种原理，双端注入式原理和单独注入式原理。其中双 端注入式原理较有代表性，以此为例阐述注入式转子接地保护原理，其等效原理图如 图3 所示：
发电机定子、转子接地保护
发布人：xxx 2016年03月15
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发电机注入式定子接地保护
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
概述
发电机注入式定子接地保护可单独实现发电机100%定子接地保护 ，和基波零序电压、三次谐波电压定子接地保护一样，它是RCS-985 发电机全套保护中的一个组成部分。 注入式定子接地保护是由RCS-985U 低频注入电源和RCS-985 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，将低频电压电流信号注入到发电机定子绕组中。 RCS-985 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，RCS985 可准确计算出接地故障电阻的阻值，完成注入式定子接地保护。
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
转子接地保护出口逻辑
图6 转子一点接地保护逻辑框图
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
转子接地保护出口逻辑
图7 转子两点接地保护逻辑框图
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
注入式转子接地保护优点
该装置具有以下优点： （1）保护不受机组运行状况影响、无死区、灵敏度高； （2）满足无励磁状态下的测量要求； （3）可测量转子一点接地故障位置，为故障排查提供参考，并能实现转子两点接地 保护，满足国内运行习惯。 （4）采用自适应频率调整技术，能够适用于特大型机组转子绕组对地总电容大于8μF 的情况。 （5）接线方式灵活，可根据现场引出方式，实现双端注入式或单端注入式转子接地 保护原理，满足无刷励磁机组对转子一点接地保护的要求。
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
保护原理
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
保护原理
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
保护原理
注入式定子 接地保护出 口逻辑
RCS-985 发电机注入式定子接地保护
定值整定原则
发电机中性点经配电变高阻接地，当定子绕组发生单相接地故障时，其等效 的基波零序回路电路如下图所示：
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
接线图
图1 双端注入式接线示意图
图2 单端注入式接线示意图
RCS-985 发电机注入式转子接地保护
注入式转子接地保护原理
发电机正常运行时转子绕组回路对地（大轴）是绝缘的，发生转子 绕组接地故障后，对地绝缘被破坏。为此，通过在发电机转子绕组两端 （如图3 所示）或一端（如图4 所示）注入方波信号电源，可区分正常 运行和接地故障。正常运行时发电机由注入电源引起的对地泄漏电流几 乎为零；转子绕组接地故障时，此电流明显地发生改变，通过检测该电 流的变化，可实时计算转子一点接地电阻及一点接地位置。这种原理既 能在100%范围内测量转子接地故障，同时也能反映转子绕组绝缘下降 ，起到对绝缘老化监视的作用。