20Hz注入式接地保护的调试

20Hz 注入式100%定子接地保护的调试
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。

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。

接线原理图接线原理图：：
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； R L 接地负荷电阻（接地变压器厂家配套）
小型电流互感器，600/5；
等效电路
这里，
R B
20Hz 电源滤波器的内阻； Rc
20Hz 电源到接地变压器电缆的电阻 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）
调试步骤
（1）初始测试：确保接线情况与接线原理图一致。

在调试前，下列定值保持缺省值：
5309 PHI I SEF = 0 °
5310 SEF Rps = 0.0 Ω
5311 Rl-PARALLEL =ooΩ
此时，7UM 装置测量到的U SEF 和I SEF 值可以在装置的接地测量值里面读到（通过DIGSI 软件，在接地测量值Earth fault measured values 一栏中）：
图1 初始测试条件下，接地保护的显示参数（图中数据不做参考依据）
测量的“00669 U SEF ”和“000670 I SEF ”值是有效值，在发电机停机的状况下应该就等于20Hz 的电压和电流值（U20和I20）。

根据等效电路图，U SEF 约等于通过以下计算公式计算得到数值：
U SEF =20L Hz Generator BP CABLE L
R U R R R −•++=0.274/(8+0.55+0.274)* 25 V = 0.776 V （2） 其中：R cable = 100 m@10qmm
而I SEF 则由发电机的对地电容决定，是一个很小的量。

00995是20Hz 电压电流之间的夹角（ΦSEF =ΦU -ΦI ）
7UM62保护装置通过上述两个测量数值来计算得到00764（二次电阻值）和000760（一次电阻值）。

这两个电阻值应符合转换系数（在电力系统参数：地址275 FACTOR R SEF ）的关系。

分析分析：：在无故障的情况下（R E 为无穷大），测量到的电流应该等于负的电容电流，如果不是，
应该调整电流输入的极性。

并且，由于发电机定子对地电容的存在，相角ΦSEF 应该为–90°。

如果不是，应该设置一个值将这个角度补偿至–90°，这个值应为–90°-ΦSEF ，例如，如果ΦSEF 显示为-99.9°的话，那么设置设置地址地址5309 PHI I SEF =10°。

（2）发电机中性点直接接地测试：接地电阻R E =0Ω，在装置的接地测量值里面读取到故障电阻测量值00764 R SEF ，
图2 中性点直接接地条件下，接地保护的显示参数（图中数据不做参考依据）
分析分析：：在中性点直接接地情况下，测量到的电阻应该等于零。

如果不是，则数值000764和
000760则为测量误差，需要进行补偿。

根据图2的显示，需将000764的数值设置到地址5310 SEF Rps 。

（3）接地电阻跳闸段试验：在中性点侧并联加入一个测试电阻，电阻的阻值等于跳闸段定值（例如：1kΩ），再次读取测量到的电阻值“000760 RSEF ”。

如果这个电阻值与期望值的误差比较大，则微调定值5310 SEF Rps ；如果有需要的话，还可进一步微调补偿角5309 PHI I SEF 。

然后读取合适的测量电阻值。

（4）接地电阻报警段试验：在中性点侧并联加入一个测试电阻，电阻的阻值等于报警段整定值（例如：5kΩ）。

在保护的测量值中读取测量到的电阻值。

此时，测量误差应不大，无需修正保护定值。

（5）发生器系统故障试验：这个步骤是为了确保能可靠检测到20Hz 发生器的故障情况。

关闭20Hz 发生器的电源，或通过开关量闭锁发生器。

装置将会发出SEF100 Failure 信号。

如果在
20Hz发生器正常运行时也发出这个信号，那么需将监视门槛值（地址5307 U20 MIN）调小。

（6）接地灵敏度情况测试：
将一次接地电阻降低到报警段定值5302 R< SEF ALARM的90％。

经过延时T SEF ALARM之后，装置将会发出SEF100 ALARM报警信号。

将一次接地电阻降低到跳闸段整定值5303 R<< SEF TRIP的90％，保护装置将会发出PICKUP的信号并且经过T SEF TRIP延时之后，保护装置将跳闸出口。

（7）解除试验电阻，试验结束。

上海威能电力科技有限公司。