发电机定子接地保护演示教学

发电机3W定子接地保护一、保护原理保护反应发电机机端和中性点侧三次谐波电压大小和相位，反应发电机中性点向机内20％或100％左右的定子绕组单相接地故障，与发电机3U0定子接地保护联合构成100％的定子接地保护。

见图一：图一发电机定子接地3W保护逻辑二、一般信息K1，K2，K3整定方法及试验：开机带负荷整定2.5投入保护开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。

（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。

）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。

2.6参数监视点击进入发电机3W定子接地保护监视界面，可监视保护的整定值、动作量和制动量；待整定动作量和待整定制动量，以及3W保护的自动整定界面。

二、保护动作特性测试发电机3W定子接地K值整定附图①待发电机并网后，最好带20%～30%的负荷，拔掉3W保护的投退压板；②中性点先不挂电阻，带20%～30%的负荷，单击“自动计算K1/K2一次”按钮，此时待整定三次谐波动作量接近于0，点击“设定允许修改定值状态”按钮，改变“禁止修改定值状态”为“允许”，单击“将自动计算K1K2值写入保护装置”按钮，将K1、K2定值写入保护装置；③带20%～30%的负荷时，在中性点挂上电阻（建议：水电机组1～3K，火电机组3～5K），单击K3调整按钮（K3下方的四个按钮分别表示增大、减小、粗调、细调），将“待整定三次谐波动作量”调整略大于“待整定三次谐波制动量”，单击“将自动计算K1K2值写入保护装置”按钮，将K3定值写入保护装置；④注意：此时千万不要按“自动计算K1/K2一次”按钮及调整K1 、K2的值；⑤撤除电阻，调试完毕。

⑥如果采用绝对值比较式原理，写入定值K1=1，K2=0；依照步骤三、四和五整定K3三、动作时间定值测试在发电机机端TV开口三角电压侧突然加1.5倍三次谐波定值电压，记录动作时间。

四、TV断线闭锁逻辑测试在发电机机端TV开口三角电压端子侧加入三次谐波电压，并超过整定值，定子接地3W信号亮（一般只发信不跳闸）；在发电机机端TV加三相不平衡电压，使发TV断线信号，定子接地3W信号可复归，TV断线信号灯亮。

例析发电机定子接地保护动作及处理方法随着电力事业在我国的飞速发展，一些地区开始呈现出小电网大机组的特征，再加之单机容量的不断增大，使得定子接地保护越来越重要。

一般情况下发电机中性点都采用经高阻抗接地的方式或不接地的方式，如果定子绕组采用单相接地，就可能会导致匝间短路或发电机定子绕组相间，因为发电机电压系统在流过故障点时对地的电容电流而生成的电弧可能会将铁芯灼伤。

1 发电机定子接地保护的要求大型发电机的结构比较复杂，一旦损坏会很难修复，并且大型发电机在整个系统中的地位十分重要，所以需要在大型发电机上安装无动作死区，且灵敏度较高的定子单相接地保护。

针对于主变压器直接连接的大规模的发电机定子单相接地保护的要求是可以查出发电机中性点周围保护范围为100%的接地故障，并且要求还需要可以监测出水内冷发电机中性点附近的绕组绝缘下降，绝缘水平会因为中性点附近的漏水现象而降低，不断的漏水现象还可能导致线棒在相邻线槽中绝缘或者同一线槽的损坏，进而引发相间短路或匝间短路。

出线端附近如果出线接地故障，发电机中性点对地电压的升高会导致靠近中性点的绝缘下降以及发生部分闪络，最终引发两点接地故障和发电机的严重损坏。

在母线上直接联接着的发电机定子绕组如果出线单相接地故障，在忽略消弧线圈的补偿作用并且发电机电压网络的接地电容电流超过5A的时候，应当安装跳闸与动作的接地保护。

然而，如果没有设置安装专门的定子绕组接地保护，那么可以利用与母线电压互感器连接的绝缘监视设备产生信号。

在发电机电压回路三相对地电容电流超过5A 的情况下，应当安装消弧线圈予以补偿，如果三相对地电容电流少于5A的情况下，可以在接地点运行少许时间之后适时移转负荷和停机。

据此我们认为接地电容电流大于5A的情况下，铁芯由于灼伤严重将很难修复；如果接地电容电流少于5A的情况下，铁芯只是被轻微灼伤。

事实上在运行中，定子铁芯可以被允许存在适当的损坏，被熔化铁芯的体积和被熔化的迭片数量和铁芯被灼伤的程度都需要限制在一点的范围内。

发电机定子接地保护一发电机定子接地保护存在的问题目前，发电机定子接地保护的种类很多：有叠加电源式、注入电流式、零序电压式、零序电流式（采用套在发电机机端三相出线上的零序TA，提供零序电流）及双频式等等。

除了零序电流式及绝对值比较式3ω定子接地保护之外，其他定子接地保护均存在一个共同的问题：当发电机连接元件（例如，发电机母线、厂高变高压侧、主变低压侧）上发生单相接地时，接地保护均要动作。

这样，当用于主接线为扩大单元的发电机或几台公用母线的发电机上时，将失去选择性。

二提高双频式100%定子接地保护动作可靠性措施所谓双频式100%的定子接地保护，由基波零序电压式接地保护与三次谐波式接地保护构成，能检查出发电机内部的任何点的接地故障。

基波零序电压式定子接地保护，主要保护由机端向机内80～85%定子绕组的接地故障；三次谐波电压式定子接地保护，主要保护由发电机中性点向机内15～20%定子绕组的接地故障。

本节主要介绍提高3ω定子接地保护动作可靠性的措施。

目前，国内生产及运行3ω定子接地保护的构成有两类：一是绝对值比较式，另一是幅值、相位比较式。

前者只保护发电机中性点附近定子绕组的接地故障；而后者除保护发电机中性点附近定子绕组的接地故障之外，尚能保护机端附近的定子绕组接地故障。

分析及运行实践证明，为提高3ω定子接地保护的动作可靠性，应采取以下措施：1 交流输入回路不应装设熔断器及TV刀闸的辅助接点。

3ω定子接地保护是按比较机端及中性点三次谐波电压的大小、或大小及相位原理构成的。

当由于保险的熔断或刀闸辅助接点接触不良而失去机端或中性点三次谐波电压时，将致使3ω保护拒动或误动。

为此，要求机端TV三次输出回路及中性点TV（或配电变压器、或消弧线圈）二次输出回路不允许设置保险，也不允许串接隔离刀闸的辅助接点或其他接点。

另外，在中性点TV的一次回路中，也不应装设保险。

2 机端TV的三次回路及中性点TV（或配电变压器、或消弧线圈）的二次回路应满足“反措”要求为提高3ω定子接地保护的动作灵敏度，其无制动时的动作电压很小。

发电机100%定子接地保护发电机定子单相接地后，接地电流经故障点、三相对地电容、三相定子绕组而构成通路。

当接地电流较大能在故障点引起电弧时，将使定子绕组的绝缘和定子铁芯烧坏，也容易发展成危害更大的定子绕组相间或匝间短路。

第一部分是基波零序电压式定子接地保护：保护接入的3Uo电压，取自发电机机端电压互感器开口三角绕组两端和发电机中性点单相电压互感器的二次。

零序电压式定子接地保护的交流输入回路如图1所示。

第二部分是利用发电机三次谐波电动势构成的定子接地保护由于发电机气隙磁通密度的非正旋分布和受铁芯饱和的影响，其定子中的感应电动势除基波外，还含有三、五、七次等高次谐波。

因为三次谐波具有零序分量的性质，在线电动势中它们虽然不存在，但在相电动势中亦然存在。

正常运行时，发电机中性点的三次谐波电压总是大于发电机机端的三次谐波电压。

而当发电机靠中性点侧0～50％范围内有接地故障时，发电机机端的三次谐波电压大于发电机中性点的三次谐波电压。

根据发电机定子绕组中性点附近接地故障的三次谐波分布特性，保护装置取发电机中性点及机端三次谐波电压，并对其进行大小和相位的矢量比较。

三次谐波定子接地保护交流接入回路如图6所示。

该保护的动作逻辑图如图7所示。

发电机启停机和误上电保护1、300MW及以上发电机组，一般都要装设误上电保护，以防止发电机起停机时的误操作。

当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，定子的电流（正序电流）在气隙产生的旋转磁场会在转子本体中感应工频或接近工频的电流，会引起转子过热而损失。

误上电保护原理是将误上电分成两个阶段。

以开机为例，第一阶段：从开机到合磁场开关。

在这期间，由于无励磁，发电机不可能进行并网操作，因此要求发电机断路器合闸和定子有电流，则必然为误上电，瞬时跳闸；第二阶段：从合磁场开关到并网。

在这期间，用阻抗元件来区分并网和误上电，误上电一般可做到0.5s内跳闸，并且误上电情况越严重，跳闸也越快。

误上电保护在发电机并网后自动退出运行，解列后自动投入运行。

发电机转子一点接地保护原理图附案例！一、某厂发电机组及励磁系统概述某厂一台发电机是由东莞电机厂有限责任公司生产的QFSN-660-2型三相同步汽轮发电机，采用水氢氢冷却方式，励磁方式采用静态励磁。

发电机为三相交流隐极式同步发电机，采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁心及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙取气氢内冷的冷却方式。

发电机定、转子绕组均采用F级绝缘。

发电机组于2009年9月正式投产。

二、发电机转子接地保护装置原理简述发电机转子一点接地保护装置为南京南瑞RCS-985RE保护装置，该装置采用注入式转子接地保护原理，在转子绕组的正负两端或其中一端（通常选择负端）与大轴之间注入一个48V电压，通过装置内部电子开关定时切换，实时求解转子对地绝缘电阻值，注入电压由保护装置自产，保护反映发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。

转子一点接地保护。

可根据现场转子绕组的引出方式，选择双端注入式或单端注入式转子接地保护原理，在转子绕组的正负两端（或负端）与大轴之间注入一个48V电压，通过装置内部电子开关定时切换，使得外加电源模块输出偏移方波电压，实时求解转子一点接地电阻，保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。

双端注入式和单端注入式转子接地保护的工作电路如图1和图2所示，图中Rx为测量回路电阻，Ry为注入大功率电阻，Us为注入电源模块，Rg为转子绕组对大轴的绝缘电阻。

一点接地设有两段动作值，灵敏段动作于报警，普通段可动作于信号也可动作于跳闸。

图1：双端注入式转子接地保护原理发电机转子一点接地保护原理图附案例！图2：单端注入式转子接地保护原理发电机转子一点接地保护原理图附案例！转子两点接地保护。

若转子一点接地保护动作于报瞥方式，当转子接地电阻Rg小于普通段整定值，转子一点接地保护动作后，经延时自动投人转子两点接地保护，当接地位置α改变达一定值时判为转子两点接地，动作于跳闸。

三、环球电机分析发电机转子一点接地保护报替原因1、故障现象及现场检查情况2013年某日，该机组DCS系统发“发电机转子一点接地’’报警信号，专业人员到设备就地进行检査，转子接地保护装置检测到接地电阻值在0.3K到300K之间波动，装置一点接地报警持续发出。