20Hz注入式定子接地保护的要求和接地电阻的

20Hz注入式保护的要求和接地电阻的调整

西门子的20Hz电压注入式100%定子接地保护是被证明是很好的接地保护方案，并已经有超过20年的运行经验。与三次谐波原理相比，它具有突出优势，如，灵敏度更高，测量范围更大，且与发电机运行状况无关，等。该保护方案包括20Hz发生器、滤波器和小型电流互感器等必需的附件。

保护原理是，由独立的20Hz发生器注入20Hz交流电压到发电机中性点处，通过测量回路评估发电机定子对地的绝缘水平。一般情况下，20Hz交流电压施加在接地变压器二次侧的接地电阻上，通过接地变升压注入定子回路。如下图所示。因此，为了确保可靠性和灵敏度，二次侧的接地电阻不宜太小，推荐数据，RL不应小于0.5Ω。

保护原理图

20Hz保护原理图

这里，

7UM62 发电机保护装置，带20Hz定子接地保护功能；

7XT33 20Hz发生器；

7XT34 20Hz带通滤波器；

4NC5 小型电流互感器，400/5；

R L接地负荷电阻（接地变压器厂家配套）

等值电路

等值电路

这里，

RB 20Hz电源滤波器的内阻；

RE 发电机定子对地绝缘电阻（二次值）；

CE 发电机定子对地电容（二次值）

分压器5/2（1650Ω/660Ω）

若R L>0.5Ω，则20Hz注入定子回路的测量电压的符合下列计算公式，

U SEF >= (2/5)* [0.5 / (0.5+8) ] *25V = 0.59 V

接地负荷电阻的折算

接地负荷电阻的折算

发电机定子接地电流的设计决定了该回路接地的一次阻值（R prim），它等于接地变二次阻值（R L）乘以接地变变比的平方（n2）。为了获得较大的接地变二次侧负荷电阻，必须降低接地变的变比。计算如下：

现有接地变压器和二次电阻的参数为

接地变：22/0.22 kV，二次电阻R L = 0.1528Ω，

定子接地一次值为

R prim = (22 / 0.22)2 *0.1528 =1528 Ω

推荐的接地变压器的变比为：(22/√3) / 0.5 kV，则相应的二次侧电阻为：R L= R prim / n2 =1528 / [(22/√3) / 0.5]2 = 2.368 Ω

满足要求！此时，20Hz注入式保护的测量电压为：

U SEF >= (2/5)* [2.368 / (2.368+8) ] *25V = 2.284 V