發(fā)電機定子接地保護的運行維護

周峰

（江蘇華電揚州發(fā)電有限公司，江蘇 揚州 225000）

480MW 發(fā)電機組采用發(fā)變組單元接線方式，雙頻式定子接地保護，涉及整定計算的設備參數(shù)如下：

整定值計算設置

考慮躲過發(fā)電機運行中可能出現(xiàn)在最大基波零序電壓，且考慮保護范圍從機端向機內90%。計算發(fā)電機定子接地保護基波零序電壓動作值:

1.高壓母線最大接地電壓(此處計算略）：U0.max＝44.26KV；

2.零序電壓耦合系數(shù)：

⑴ 耦合阻抗值X M：

⑵ 發(fā)電機定子一相對地總電容：

⑶ 分壓電容阻抗值:

⑷ 中性點配電變壓器折算到一次值的電阻：

⑸ 零序電壓耦合系數(shù):

3.耦合到發(fā)電機側的最高零序電壓:

4.基波零序電壓動作值

⑴ 取中性點配電變壓器二次電壓時的動作值：

⑵ 取機端電壓互感器開口三角電壓時的動作值：

5.定子繞組單相接地電流

⑴ 零序電壓:

⑵ 接地點電阻電流：

⑶ 接地點電容電流：

⑷ 發(fā)電機端部單相接地電流：

為提高動作可靠性，不宜整定過于靈敏，Uωzd 取值6.5V，保護區(qū)從機端起占定子繞組占比：（100-6.5）%=93.5%。再算出不同α 值下在定子單相接地電流。

α 5.35% 10% 30% 50% 70% 90% 100%))1( A I k (1 1.87 5.61 9.35 13.08 16.82 18.69

由發(fā)電機參數(shù)可以看出,中性點電阻較小,故當α ＞5.35%時,已超過允許值1A,若α 值趨于發(fā)電機機端附近,則短路接地電流對定子繞組、鐵芯的損傷將非常大，所以基波定子接地保護必須投跳閘方式。

發(fā)電機三次諧波電壓定子接地保護考慮與基波定子接地保護具有可靠在重疊區(qū)，保護發(fā)電機定子中性點向機內大于20%區(qū)域的定子接地故障。目前國內應用的三次諧波定子接地保護，主要有絕對值比較式和幅值相位比較式。480MW 機組采用的是幅值相位比較式，其動作方程為：|1 U.3ωS+K.2 U.3ωN|＞ K3 U.3ωN 。U.3ωS、U.3ωN 分別為機端、中性點的三次諧波電壓值，K.1為幅值系數(shù)，K.2為相位系數(shù)，K3為制動系數(shù)。K.1、K.2、K3 在發(fā)電機空載額定電壓時整定?，F(xiàn)代微機發(fā)電機保護都采用雙套、雙CPU 并列運行，因此要求對應的雙套或雙CPU 保護K.1、K.2、K3整定值應基本相同，若相應在K.1 或K.2 值相差太大時，要考慮檢查保護的濾波元件是否故障。三次諧波電壓定子繞組單相接地保護，由于動作判據(jù)比較薄弱，在運行中只要稍有干擾，特別是中性點回路稍有不正常時，該保護就可能誤動作，早期國內該保護均投跳閘，由于發(fā)電機中性點回路接觸不良故障較多，多次引起保護誤動使發(fā)電機跳閘，如今該保護都投信號告警。

安裝調試

在安裝中要注重二次回路接線正確、可靠；機端TV 三次回路中不應設置保險或隔離刀閘在輔助接點，TV 三次回路與二次回路應在TV 端子箱處分開，不應有公共回路，機端TV 三次回路不允許有多點接地現(xiàn)象；中線點TV（消弧線圈或配電變壓器）二次不應設置保險及其他輔助觸點，其二次回路只能有一個接地點，且接地點在保護盤上；中性點TV 一次不應裝保險。靜態(tài)調試過程中，對基波和三次諧波的分頻濾波回路要重點檢查，幅值誤差要符合技術規(guī)范。當采用發(fā)電機機端基波零序電壓保護時，對該保護TV 斷線閉鎖邏輯要認真校核，防止錯誤的接線導致保護誤動或拒動。

運行維護

日常維護工作中，要定期檢查發(fā)電機端部、中性點TV 插頭插接可靠，中性點接地可靠，二次回路絕緣合格，通過微機保護顯示菜單檢查基波、三次諧波電壓的幅值、相位，及其隨發(fā)電機負荷變化的影響，判斷其運行良好性；對于發(fā)電機三次諧波電壓定子接地保護動作告警，雖然該保護投信號，但必須重視異常及故障的即時排除工作。保護動作和報警重點檢查項目：（1）發(fā)電機定子內冷水回路流量下降、內冷水泄漏、內冷水導電度增高等造成定子線棒絕緣老化或下降；（2）三次諧波濾波電路故障，誤將測得的基波零序電壓作為三次諧波電壓判據(jù)；（3）發(fā)電機中性點設備相關一、二次回路，考慮由于中性點三次諧波電壓消失導致的保護誤動；（4）發(fā)電機氫冷器介質泄漏造成的發(fā)電機氫氣濕度增高，導致定子繞組對地絕緣下降。（5）發(fā)電機定子線棒在線槽中的輕微蠕動、螺栓松動等機械故障。（6）定子繞組輕微的匝間故障也會發(fā)展成定子接地故障。（7）發(fā)電機穿墻套管出線處漏水、污漬等導致的絕緣下降；（8）發(fā)電機膛內及定子線棒、出線部位的灰塵、油垢等。

結束語

發(fā)電機定子繞組單相接地是發(fā)電機最常見在一種故障，針對其配置的定子接地保護，在設計、基建、整定、運行維護環(huán)節(jié)的科學管理，可以提高電力系統(tǒng)安全運行水平，對創(chuàng)造社會效益、經(jīng)濟效益具有積極在意義。