定子接地保护
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发电机定子接地保护
制作人：刘玲
发电机定子绕组单相接地保护
由于发电机容易发生绕组线棒和定子铁 芯之间绝缘的破坏，因此发生单相接地故 障的比例很高，约占定子故障的70~80%。 由于大型发电机组定子对地电容较大， 当发电机机端附近发生接地故障时，故障 点的电容电流比较大，影响发电机的安全 运行； 同时由于接地故障的存在，会引起接地 弧光过电压，可能导致发电机其它位置绝 缘的破坏，形成危害严重的相间或匝间短 路故障。
利用零序电压的定子单相接地保护
该保护反映发电机的基波零序电压大小，而零序电压取 自发电机机端TV的开口△绕组或中性点TV二次侧(也可从消 弧线圈副方绕组取得)。 由于发电机正常运行时，相电压中含有三次谐波，因此， 在机端电压互感器接成开口三角的一侧也有三次谐波电压输 出，此外，当变压器高压侧发生接地故障时，由于变压器高 低绕组之间有电容存在，在发电机机端也会产生零序电压。 因此，为了保证选择性，保护要具有三次谐波滤除功能，并 且整定时要躲过正常运行时的不平衡电压以及变压器高压侧 接地时在发电机端所产生的零序电压。 零序电压保护的出口方式：发信或跳闸。当动作于跳 闸且零序电压取自发电机机端TV的开口△绕组时需要装设 TV断线闭锁。
对于中小型发电机，通常采用零序电压定子单相接地构成 保护，由于整定值要避开不平衡电压，保护区一般只能达到定 子绕组的85~95%，故在发电机中性点附近存在着死区。实现发 电机定子100%接地保护主要利用三次谐波电压或是叠加电源与 零序电压配合构成。 定子绕组与铁芯之间绝缘破坏而造成的定子绕组单相接地 故障，是发电机常见的故障之一。以往认为单相接地电容电流 小于5A，就不会严重烧伤铁芯，因此要求保护在接地电流小于 5A时只发出信号即可。多年的运行实践和事故教训表明，5A的 定子接地电流不能认为是安全电流。对于大型机型，这个安全 电流不应超过1.0~1.5A。在安全电流下，定子接地保护动作只 发信号而不跳闸，但应及时处理。
发电机正常运行时，总是满足 US3＜ UN3 正常情况下，中性点三次谐波电压 较高UN3＞US3，保护不动作。 在靠近中性点侧发生接地故障 时，UN3＜US3，保护动作 靠近机端接地故障时，UN3＞US3，三次 谐波保护不动作，但此时机端TVI开口三 角形侧输出较大的零序电压，保护动作。
利用零序电压的定子单相接地保护
谢
谢
保护构成原理百度文库
装置交流模件
3U0
装置 交流 模件
动作方程： 3U0＞3U0g 3U0 ——机端TV开口三角电压或中性点TV（或消弧线圈）二次电压； 3U0g——动作电压整定值。
保护动作逻辑
机端TV 开口三角电压 信号
3U0>
&
TV断线
t
出口
信号 中性点零序电压
3U0>
t
出口
信号
当零序电压式定子接 地保护的输入电压取 自机端TV开口三角形 绕组时，为确保TV一 次断线时保护不误动， 需引入TV断线闭锁。
机端TV开口三角
3U 0 >
&
中性点零序电压
t
3 U 0>
&
10
TV断线信号
利用零序电压和三次谐波电压构成的100％定子单相接地保护
由于发电机气隙磁通密度的非正弦分布和铁磁饱和的影响， 在定子绕组中感应的电势除基波分量外，还含有高次谐波分量。 其中三次谐波分量是零序性质的分量，它虽然在线电势中被消 除，但是在相电势中依然存在。 利用三次谐波电压构成100%定子接地保护，有两部分组成 ：第一部分是基波零序电压元件，其保护范围不少于定子绕组 的85%（从发电机端开始）；第二部分是利用三次谐波电动势 构成的定子接地保护，用以消除基波零序电压元件保护不到的 死区。为保证保护动作的可靠性，这两部分保护装置的保护区 应有一段重叠区，因此第二部分的保护范围应不小于定子绕组 的20%（从发电机中性点端开始）。 三次谐波电压构成的100%定子接地保护，可利用机端三次 谐波电压作为动作量，而中性点谐波电压作为制动量。这样， 当中性点附近发生接地故障时，能可靠动作于信号。
由于发电机定子绕组是全绝缘的，中性点附近一般 不易发生接地故障。但运行实践表明，由于机械损伤， 水内冷的定子漏水而发生单相接地，也可能使故障位于 中性点附近。因此，要求大型机组的定子接地保护无死 区，即有100%保护区。
100％保护区的定子接地保护
基波零序电压保护区
三次谐波电压保护区
100％定子接地保护
故障点的零序电压将随着故障点位置的不同而改变， 越靠 近机端，故障点的零序电压就越高，因此可以利用基波零序电压 构成定子单相接地保护，通常零序电压保护用于发电机变压器组， 该保护反映发电机的基波零序电压大小，而零序电压取自发电机 机端TV的开口△绕组或中性点TV二次侧(也可从消弧线圈副方绕 组取得)。由于发电机正常运行时，相电压中含有三次谐波，因 此，在机端电压互感器接成开口三角的一侧也有三次谐波电压输 出，此外，当变压器高压侧发生接地故障时，由于变压器高低绕 组之间有电容存在，在发电机机端也会产生零序电压。因此，为 了保证选择性，保护要具有三次谐波滤除功能，并且整定时要躲 过正常运行时的不平衡电压以及变压器高压侧接地时在发电机端 所产生的零序电压。
制作人：刘玲
发电机定子绕组单相接地保护
由于发电机容易发生绕组线棒和定子铁 芯之间绝缘的破坏，因此发生单相接地故 障的比例很高，约占定子故障的70~80%。 由于大型发电机组定子对地电容较大， 当发电机机端附近发生接地故障时，故障 点的电容电流比较大，影响发电机的安全 运行； 同时由于接地故障的存在，会引起接地 弧光过电压，可能导致发电机其它位置绝 缘的破坏，形成危害严重的相间或匝间短 路故障。
利用零序电压的定子单相接地保护
该保护反映发电机的基波零序电压大小，而零序电压取 自发电机机端TV的开口△绕组或中性点TV二次侧(也可从消 弧线圈副方绕组取得)。 由于发电机正常运行时，相电压中含有三次谐波，因此， 在机端电压互感器接成开口三角的一侧也有三次谐波电压输 出，此外，当变压器高压侧发生接地故障时，由于变压器高 低绕组之间有电容存在，在发电机机端也会产生零序电压。 因此，为了保证选择性，保护要具有三次谐波滤除功能，并 且整定时要躲过正常运行时的不平衡电压以及变压器高压侧 接地时在发电机端所产生的零序电压。 零序电压保护的出口方式：发信或跳闸。当动作于跳 闸且零序电压取自发电机机端TV的开口△绕组时需要装设 TV断线闭锁。
对于中小型发电机，通常采用零序电压定子单相接地构成 保护，由于整定值要避开不平衡电压，保护区一般只能达到定 子绕组的85~95%，故在发电机中性点附近存在着死区。实现发 电机定子100%接地保护主要利用三次谐波电压或是叠加电源与 零序电压配合构成。 定子绕组与铁芯之间绝缘破坏而造成的定子绕组单相接地 故障，是发电机常见的故障之一。以往认为单相接地电容电流 小于5A，就不会严重烧伤铁芯，因此要求保护在接地电流小于 5A时只发出信号即可。多年的运行实践和事故教训表明，5A的 定子接地电流不能认为是安全电流。对于大型机型，这个安全 电流不应超过1.0~1.5A。在安全电流下，定子接地保护动作只 发信号而不跳闸，但应及时处理。
发电机正常运行时，总是满足 US3＜ UN3 正常情况下，中性点三次谐波电压 较高UN3＞US3，保护不动作。 在靠近中性点侧发生接地故障 时，UN3＜US3，保护动作 靠近机端接地故障时，UN3＞US3，三次 谐波保护不动作，但此时机端TVI开口三 角形侧输出较大的零序电压，保护动作。
利用零序电压的定子单相接地保护
谢
谢
保护构成原理百度文库
装置交流模件
3U0
装置 交流 模件
动作方程： 3U0＞3U0g 3U0 ——机端TV开口三角电压或中性点TV（或消弧线圈）二次电压； 3U0g——动作电压整定值。
保护动作逻辑
机端TV 开口三角电压 信号
3U0>
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TV断线
t
出口
信号 中性点零序电压
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出口
信号
当零序电压式定子接 地保护的输入电压取 自机端TV开口三角形 绕组时，为确保TV一 次断线时保护不误动， 需引入TV断线闭锁。
机端TV开口三角
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中性点零序电压
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TV断线信号
利用零序电压和三次谐波电压构成的100％定子单相接地保护
由于发电机气隙磁通密度的非正弦分布和铁磁饱和的影响， 在定子绕组中感应的电势除基波分量外，还含有高次谐波分量。 其中三次谐波分量是零序性质的分量，它虽然在线电势中被消 除，但是在相电势中依然存在。 利用三次谐波电压构成100%定子接地保护，有两部分组成 ：第一部分是基波零序电压元件，其保护范围不少于定子绕组 的85%（从发电机端开始）；第二部分是利用三次谐波电动势 构成的定子接地保护，用以消除基波零序电压元件保护不到的 死区。为保证保护动作的可靠性，这两部分保护装置的保护区 应有一段重叠区，因此第二部分的保护范围应不小于定子绕组 的20%（从发电机中性点端开始）。 三次谐波电压构成的100%定子接地保护，可利用机端三次 谐波电压作为动作量，而中性点谐波电压作为制动量。这样， 当中性点附近发生接地故障时，能可靠动作于信号。
由于发电机定子绕组是全绝缘的，中性点附近一般 不易发生接地故障。但运行实践表明，由于机械损伤， 水内冷的定子漏水而发生单相接地，也可能使故障位于 中性点附近。因此，要求大型机组的定子接地保护无死 区，即有100%保护区。
100％保护区的定子接地保护
基波零序电压保护区
三次谐波电压保护区
100％定子接地保护
故障点的零序电压将随着故障点位置的不同而改变， 越靠 近机端，故障点的零序电压就越高，因此可以利用基波零序电压 构成定子单相接地保护，通常零序电压保护用于发电机变压器组， 该保护反映发电机的基波零序电压大小，而零序电压取自发电机 机端TV的开口△绕组或中性点TV二次侧(也可从消弧线圈副方绕 组取得)。由于发电机正常运行时，相电压中含有三次谐波，因 此，在机端电压互感器接成开口三角的一侧也有三次谐波电压输 出，此外，当变压器高压侧发生接地故障时，由于变压器高低绕 组之间有电容存在，在发电机机端也会产生零序电压。因此，为 了保证选择性，保护要具有三次谐波滤除功能，并且整定时要躲 过正常运行时的不平衡电压以及变压器高压侧接地时在发电机端 所产生的零序电压。