注入式定子接地保护原理及调试相关探讨

注入式定子接地保护原理及调试相关探讨
发表时间：2015-12-23T09:33:16.533Z 来源：《电力设备》2015年5期供稿作者：陈超刘长江
[导读] 四川省紫坪铺开发有限责任公司随着国家经济的发展和人民生活生产用电对电能的需要逐渐增长，各种大型发电机正在投入使用。

陈超刘长江
（四川省紫坪铺开发有限责任公司四川省成都市 610000）
摘要：本文主要讨论研究了注入式定子接地保护的原理，介绍了各种调试方法。

并通过各项定值调试，测量计算出了实验数据，以便日后更好的研究与使用。

文章中重要解释了现场安装的调试原理及方法，指出了在安装过程中需注意的事项，介绍了注入式定子接地保护的优点。

希望注入式定子接地保护能够在越来越多的大型供电发电设备当中应用。

关键词：注入式定子接地保护；调试方法
引言
随着国家经济的发展和人民生活生产用电对电能的需要逐渐增长，各种大型发电机正在投入使用。

发电机定子绕组对地的=电容量和电力系统对用电功率的增长，对于保护设备也提出了更高的要求，特别是定子单相接地保护着一方面。

因此，我国必须跟上不断快速发展的定子接地保护设备。

近年来，随着越来越多的发电机采用变压电阻接地方式，注入式定子接地保护已作为发电机定子绕组单相接地保护中的重要且不可缺少的部分。

这是因为注入式定子接地保护灵敏度较高，且不受接地位置的影响，它可以清楚的反映定子绕组绝缘的接地故障，也可以快捷的检测在静止无励磁和起停机的状态下出现的接地故障，它还可以保护100%的定子绕组。

本文介绍了在国产的接地保护中南京南瑞继宝RCS-985系列的发变组接地保护，研究分析了其原理，并就现场调试的数据进行整理汇集并记录下来，总结了操作运行中的注意事项。

1简介说明
因发电机接地方式不同，注入式定子接地保护的装置和连接方式也有所不同（如下图）。

当发电机正常工作的时候，20Hz的定子单相接地保护产生的电压和电流很小，并且对地面的是绝缘的，此时接地保护只相当于一个20Hz的低频电源。

上图1是南瑞RCS-985系列中常规注入20Hz电源定子接地保护原理示意图，图2是改进型原理示意图。

当发电机出现故障，单相接地出现问题时，电压和电流都会改变，此时，需要小心谨慎的操作，接地保护的信躁比高，偏移电压只需要很小的一个单位。

当注入的电流出现电阻型分量的情况时，要注意尽量降低对地的电容和电流，要降低电压的频率到一个合适的数据信息。

因此20Hz是最合适的实际操作数值，它相比一般其他方法除了能够减小接地保护中的励磁阻扰，不会影响到电压互感器，使之平稳运行外，还能延长发电机的绝缘寿命。

发生故障时，接地保护装置通过检测电压就能得到数据，并由此判定故障发生的大致原因位置及严重程度。

2现场调试
由于受到现场实际的参数影响，测量出的注入式定子接地保护的结果也会有所差异。

为了提高精确度，需要采取一定的方法。

先测量精确的注入电压的数据，在一步一步测量之后的数据，反复进行调试这项工程量是非常大的，不仅耗时耗力，如测量过程中存在有小失误，就会影响到整个测量结果。

因此，南瑞RCS-985装置带来了极大的便利，它不需要反复的测量各项详细精确的数据，直接就可以在现场模拟，采用注入回路阻抗的方法找出接地故障，测量的参数结果会自行进行修复最大限度的接近精确值。

然后就据此排查现场装置的故障和线路问题。

仿真系统接线图如下图
图3 仿真系统接线图
试验结果证明，最后测量计算出的数值结果较为精确，电阻折算系数可作为实际接地保护时的参考数据，有利于研究定子接地保护装置的正确操作和运行流程。

2.1现场连线
现场连线时现场实际调试的一个重要部分，它关系到保护是否能够运作，线路是否连接正确。

在实际操作的过程中，有以下几个部分需要注意：
（1）电压回路二次引线必须直接接在负载电阻Rn两端，否则，将会出现由引线短路造成短路电流，定子接地保护装置的损坏。

（2）在实际的操纵过程中，注入电压会很大程度的受到电源输出线缆分压的影响，因此，在电源电压注入的时候，不能共用接线。

如果不分别接线，电源输出线的电缆之中的电阻与接地变压器的电阻非常接近，接地保护的电压相当于保护屏测量时的电压，会导致结果不准确，甚至引起其他方面不可预知的失误。

（3）选取分压比的时候，要注意到单相金属接地性，因此，选取的电压要稳定在100V左右。

并且要注意线极性的问题。

2.2现场调试
电源负载试验：首先，接入所有外回路的负载电阻，测量南瑞装置此时的输出电压，然后测出两端的返回电压。

比较两组数据，进行分析研究，可以得到理论和实际测得的数据的对比。

电源空载试验：使断开回路，测量其空载时的输入和输出电压数据，再使电源短路，测量此时其电路中的电流数据。

最后将数据用公式计算出内电阻，得到结果。

此项计算和测量结果讲座为电源空载的模拟数据，对实际的操作具有参考性作用。

相角校正试验：除了电压和电流之外，保护装置的运行还需要计算角度的大小。

通常情况下，参考值比测得相角的度数较低，但总体上不会超过20°的误差。

电压电流会受到相位的影响延迟，因此，对于相角可以使用软件进行校正。

补偿角的度数与误差的差距不能超过±5°。

利用准确的数据对负载电阻进行修正，校正接线回路，最后在恢复接线。

此过程中，重要数据可以记录下来，可以为日后的矫正工作提供参考。

短路阻抗补偿试验：注入式接地保护回路较灵敏完整，但一旦出现对地金属故障方面的问题，就是严重性的问题了。

以电压报警回路定值作为依据，将接地变压器高压侧与短接，此时，电压要控制在最低。

试验前后，要控制定制单中的数据，然后将接地变压器高压侧进行对地金属性短接。

测量此时的电阻数据，输入定值，此时电阻值接近于零。

模拟接地故障试验：这种试验通常是选取几组的电阻值，对比分析之后进行校正相角，电压和电流的问题。

空载达到30%U的的时候，进行试验测出的值最为正确。

经过不同的阻值的参考，验证保护装置测量的准确性。

为了最大程度的接近实际情况，试验需要设想到多种情况。

在发电机静止的情况下，也会存在许多高伏电压，必须做好安全措施。

在进行以上的调试和试验工作的过程中，有一下几项注意事项：
1.为了避免信号收到干扰，试验前应仔细排查全部线路回路及设备，避免测量结果出现较大的误差。

2.在接线断线的过程中，要注意线路的连接情况，以免烧坏线路或装置。

3.人为运行操作需接触装置和线路的时候要检查安全防护措施，避免出现生命安全事故。

4.试验过程中，对于重要的数据及测量的结果需要保存记录，为日后的试验及相关操作提供参考。

3.总结
通过试验及数据的测量计算和整理，注入式定子接地保护装置明显优于其他保护，此种保护在目前我国的科技发展当中起到相当重要的作用。

本文阐述了注入式定子接地保护相关介绍，调试及注意事项。

希望能够更加广泛的应用到发电工作当中。

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