发电机定子绕组.doc

《发电机定子绕组.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电机定子绕组.doc（9页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、发电机定子接地是指发电机定子绕组回路及与定子绕组回路直接相连的一次系统发生的单相接地短路。定子接1 s$ xh, J% z按接地时间长短可分为瞬时接地、断续接地和永久接地；按接地范围可分为内部接地和外部接地；按接地性质可分为# ?/ V# P# d8 w; q6 ; 0 d% e) a- m- t金属性接地、电弧接地和电阻接地；按接地原因可分为真接地和假接地。. y, H; E# L) n( t5 p6 r K- H/ i8 W# T1 | o8 P+ t3 V4 _) e 定子接地的原因7 k, y! I) l1 a: 可能引起发电机定子接地的原因有：8 D9 B m% g. W p小动物引

2、起定子接地。如老鼠窜入设备，使发电机一次回路的带电导体经小动物接地，造成瞬时接地报警。+ . N$ ?# I7 q( x ?( c! aZ- G J! DK! z定子绕组绝缘损坏。除了绝缘老化的原因，主要还有各种外部原因引起绝缘损坏。如定子铁芯叠装松动、绝缘表面落下导电性物体（如铁屑）、绕组线棒在槽中固定不紧等，在运行中产生振动使绝缘损坏；制造发电机时，线棒绝缘留有局部缺陷，运转时转子零件飞出，定子端部固定零件帮扎不紧，定子端部接头开焊等因素均能引起绝缘损坏。: x; W1 U2 x4 l: & P 定子绕组引出线回路的绝缘瓷瓶受潮或脏物引起定子回路接地；0 - W( p% m, K. p5

3、r1 水冷机组漏水及内冷却水导电率严重超标，引起接地报警；4 T$ U% F5 n D/ c7 I) Y! m2 c) n( d2 . l1 c& n发变组单元接线中，主变压器低压绕组或高压厂用变压器高压绕组内部发生单相接地，都会引起定子接地报警信号；: e; _ G) $ V$ o3 V 发电机带开口三角形绕组的电压互感器高压熔断器熔断时，也会发出定子接地报警信号，这种现象通常称为“假接地”。- z* ?0 Q1 L0 W8 r 定子接地的现象及判断4 zR5 a/ n# X% R( Y3 W9 H: S6 M 当发电机定子绕组及与定子绕组直接连接的一次回路发生单相接地或发电机电压互感器高压

4、熔断器熔断时，均发出“定子接地”光字牌报警信号，按下发电机定子绝缘测量按钮，“定子接地”电压表出现零序电压指示。/ Q( b* Y+ t3 D) x: s4 w4 发电机发出“定子接地”报警后，应判断接地相别和真、假接地。判断的方法是：4 n9 c z! R3 G3 k F当定子一相接地为金属性接地时，通过切换定子电压表可测得接地相对地电压为零，非接地相对地电压为线电压，各线电压不变且平衡。按下定子绝缘测量按钮，“定子接地”电压表指示为零序电压值，其值应为100V。如果一点接地发生在定子绕组内部或发电机出口且为电阻性，或接地发生在发变组主变压器低压绕组内，切换测量定子电压表，测得的接地相对地电

5、压大于零而小于相电压，非接地相对地电压大于相电压而小于线电压，“定子接地”电压表指示小于100V。. 9 P4 I i6 X6 _! t# l; 2 R* F/ q6 N! o* U 当发电机电压互感器高压侧一相或两相熔断器熔断时，其二次侧开口三角形绕组端电压也要升高。如U相熔断器熔断，发电机各相一次对地电压未发生变化，仍为相电压，但电压互感器二次侧电压测量值因U相熔断器熔断发生了变化，即UUV、UWU降低，而UVW仍为线电压（线电压不平衡），各相对地电压UV0、UW0接近相电压，UU0明显降低（相对地无电压升高），“定子接地”电压表指示为100/3V，发出“定子接地”光字牌信号（假接地）。+

6、 ) MG4 Q: C2 B% K8 a5 G9 E8 # Y综上所述，真、假接地的根本区别在于：真接地时，定子电压表指示接地相对地电压降低（或等于零），非接地相对地电压升高（大于相电压但不超过线电压），而线电压仍平衡；假接地时，相对地电压不会升高，线电压也不平衡。这是判断真、假接地的关键。) R) f6 nx) B1 ( K/ X发电机定子接地的处理# g- p7 Q3 b 3 D, D ! J2 w# A: V- D# x0 K& z$ R 对于中性点不接地或经中性点经消弧线圈接地的发电机（200MW及以下），当发生单相接地时，接地点六均不超过允许值（24A），故可继续运行，并查找和处理接

7、地故障，若判明接地点在发电机内，应立即减负荷停机，若接地点在机外，运行时间不超过2h；Y5 J% s* z1 v6 I$ J0 V( q c8 1 M7 u- |! z6 I/ 对于中性点经高阻接地的发电机（200MW及以上），当发生单相接地时，姐弟保护一般作用于跳闸，动作跳闸待机停转后，通过摇测接地电阻，找出故障点。这是考虑接地点发生在发电机内部时，接地电弧电流 易使铁芯损坏，对大机组来说，铁芯损坏不易修复。另外，接地电容电流能使铁芯熔化，融化的铁芯又会引起损坏区扩大，使有效铁芯“着火”，由单相短路发展为相间短路。3 $ x! p* E* s* D由上所述，当接到“定子接地”报警后，若判明为

8、真接地，应检查发电机本体及所连接的一次回路，如接地点在发电机外部，应设法消除。如将厂用电倒为备用电源供电观察接地是否消失。如接地无法消除，应在规定时间内停机。如果查明接地点在发电机内部，应立即减负荷停机，并向上级调度汇报。如果现场检查不能发现明显故障，但“定子接地”报警又不消失，应视为发电机内部接地，必须停机检查处理。& S/ , 8 N+ p% S若判明为假接地，应检查并判明发电机电压互感器熔断器熔断的相别，视具体情况，带电或停机更换熔断器。如果带电更换熔断器，应做好人身安全措施和防止继电保护误动的措施。定子接地的现象及判断：9 S5 A4 E2 E5 M1 H! w; y/ q9 G) ?

9、1 d G% k3 C) / U% Y1)8 E0 g0 C# G0 n, 7 X$ |3 ?发电机发出“定子接地”报警后，应判明接地相别和真、假接地。当定子一相为金属性接地时，通过切换定子电压表可测得接地相对地电压为零，非接地相对地电压为线电压，各线电压不变且平衡。定子绝缘电阻测量测得“定子接地”电压表指示为零序电压值。由于“定子接地”电压表接在发电机电压互感器开口三角绕组的两端，因此，正常运行时“定子接地”电压表的指示为零（开口三角形接线的三相绕组相电压相量和为零），当定子绕组出现一相接地时，因开口三角形连接的二次绕组连接的三相绕组相电压为100/3V，故“定子接地”电压表的指示应为3U0

10、=3100/3=100V。 6 B ec5 O: i) k* V# y) e& & % M% & B: T- z1 V2)7 / e( w/ K+ o. T: B/ f3 K如果一点接地发生在定子绕组的内部或发电机出口，且为电阻性，或接地发生在发变组主变压器低压绕组内，切换测量定子电压表，测得接地相对地电压大于零而小于相电压，非接地相对地电压大于相电压而小于线电压，“定子接地”指示小于100V。 - f. h ) j7 - P( O- D/ 3 GC% 1 e, |$ ! j$ e3 l3)7 m- ?# i) W- W当发电机电压互感器高压侧一相或两相熔断器熔断时，其二次侧开口三角绕组端电压

11、也要升高。如U相熔断器熔断，发电机各相对地电压未发生变化，仍为相电压，但电压互感器的二次侧电压测量值因U相熔断发生了变化，即UuvUwu降低，而Uvw仍为线电压（线电压不平衡），各相对地电压Uu0Uw0接近相电压，Uu0明显降低（相对地无电压升高），“定子接地”电压表指示为100/3V，发“定子接地”信号（假接地）。 5 # I# I4 I! + n0 q E* V6 m _4 ; g真假接地的根本区别：真接地时，定子电压表指示接地相对地电压降低（或等于零），非接地相对地电压升高（大于相电压但不超过线电压），而线电压仍平衡。假接地时，相对地电压不会升高，线电压也不平衡。# l, 5 n O3

12、V: A4 |+ o# o9 Q5 ( I0 & f( 3.发电机定子接地的处理： * R! e+ S6 q% r: 1 x( m5 E1 t k! A& g/ 3 m1)! F/ f+ Y6 R4 L( : z5 q t% B3 x规程规定：容量在150MW及以下的发电机，当接地电容电流小于5A时，在未清除故障前允许发电机在电网一点接地的情况下短时运行，但最多不超过2h；单元接线的发电机变压器组寻找接地的时间不得超过30min。对于容量或接地电容电流大于上述规定的发电机，当定子电压回路单相接地时，要求立即将发电机解列并灭磁。这是考虑接地发生在发电机内部，接地电弧电流易使铁心损坏，另外，接地电

13、容电流能使铁心熔化，熔化的铁心又会引起损坏区域的扩大，使有效铁心“着火”，由单相短路发展为相间短路。 L% 3 b- 5 F2 0 b) q9 l, 8 ( - I* f& l2)5 i+ d- + h* q% M! P) O当接到“定子接地”报警后，应判明真、假接地。若判明为真接地，应检查发电机本体及所连接的一次回路，如接地点在发电机外部，应设法消除。如将厂用电倒为备用电源供电，观察接地是否消失。如果接地无法消除，对于200MW以上的机组，应在30min内停机。如果查明接地点在发电机内部（在窥视孔能见到放电火花或电弧），应立即减负荷停机，并向上级调度汇报。如果现场检查不能发现明显故障，但“定

14、子接地”报警又不消失，应视为发电机内部接地，30min内必须停机检查处理。 0 * s3 u4 E& jM$ A, Q V9 C4 K: ! s$ V5 q3) A# D3 % 7 Z若判明为假接地，应检查并判明发电机电压互感器熔断器熔断的相别，视具体情况带电或停机更换熔断器。1 引言发电机定子绕组单相接地，是发电机最常见的一种电气故障。定子绕组单相接地的危害性主要是流过故障点的电容电流产生电弧可能烧坏定子铁心，进一步造成匝间短路或相间短路，使发电机遭受更为严重的破坏。因此，拥有一套可靠而灵敏的单相接地保护装置，成为消除这种电气故障的关键。近几年来，各种原理的发电机定子绕组单相接地保护装置纷纷

15、出现，如三次谐波电压型、零序电流型等，但零序电压型由于其接线简单、维护方便、运行可靠等优点，仍在中小型机组上广泛应用。因此，对零序电压型单相接地保护进行分析和改进，仍有现实意义。2 零序电压型单相接地保护原理6kV发电机为中性点不接地系统，当发生定子绕组单相接地时，故障点将出现零序电压。下面以A相定子绕组任一点发生金属性接地故障为例进行分析。如图1所示，假设A相在距中性点a处（a表示由中性点到故障点的匝数中该相总匝数的百分数）的d点发生接地故障。则零序电压为（推导过程略）：Ud0=-aEA上式表明，故障点的零序电压与a成正比，即接地点离中性点越远，零序电压越高。这样，可以利用接于机端的电压互感

16、器开口三角形取得零序电压，构成单相接地保护，如图2所示。3 存在问题与改进图2是最基本的零序电压型发电机定子接地保护，实际运行中，经常发生保护误动或拒动现象。因此，有必要对这些问题进行分析与改进，从而提高保护的正确动作率。3.1 动作电压值整定零序电压型单相接地保护，是从机端电压互感器开口三角形侧取得零序电压，接入保护用的过电压继电器。理想情况下，发电机正常运行时，TV开口三角形侧无零序电压，继电器不动作。但实际上，发电机在正常运行情况下，其相电压中存在三次谐波电压；另外，在变压器高压侧发生接地短路时，由于变压器高低压绕组之间有电容存在，发电机机端也会产生零序电压。为了保证保护动作的选择性，保

17、护的整定值应躲开上述三次谐波电压与零序电压。根据运行经验，电压值一般整定为1520V之间。按此值整定后，由于靠近中性点附近发生接地故障时，零序电压低，保护可能不会起动，故此种保护的保护范围约为由机端到中性点绕组的85%左右，保护存在死区。为了减小死区，提高保护的灵敏性，应采取措施降低动作电压。包括装设三次谐波电压滤过器、利用变压器高压侧的零序电压将接地闭锁等方法来实现。接线原理如图3所示。将发电机出口6.3kV侧零序由压经三次谐波滤过器LF滤波后，作为起动量输入定子接地继电器KE中，为防止变压器高压侧接地时对低压侧的影响，将35kV侧零序电压作为制动量输入KE中，这样保护的整定值可降低。实际运

18、行中电压值可整定在10V以下，可实现对发电机定子绕组90%范围以上单相接地保护。3.2 发信或跳闸规程规定，对于出口电压为6.3kV的发电机，当接地电流等于或大于5A时，单相接地保护作用跳闸；小于5A时，一般只发信号不跳闸，这是基于保护发电机定子绕组而作出的规定。由于电力系统都在不断扩大，现有系统的电容电流一般都在5A以上，按照规定发电机是应该跳闸的。但实际运行中，受各种因素影响，单相接地误动率还是较高的，发电机频频停机影响较大。这样，在发信和跳闸上进一步研究提有必要的。（1）应准确区分接地点在发电机侧还是在6kV厂用系统。多数中小电厂，发电机与厂用系统是联为一体的，构成6kV不接地系统。为准

19、确区分接地点，可在厂用分支处装一方向零序电流保护，当判断为6kV厂用系统单相接地时，因线电压对称，仍可继续运行（一般为2h）。当判断为发电机侧单相接地时，可按下面（2）跳闸方式处理。（2）跳闸方式选择。现代电厂，一般都是多台锅炉与汽机通过母管并列运行。这样，当判断为发电机侧单相接地时，为避免发电机停机，可将该6kV系统上不重要的辅机跳闸，以减少电容电流至规定值以下，避免发电机定子铁心进一步烧损。在此期间，值班人员可对接地点进行确认，确认无误后，再通过调整系统负荷，对接地发电机进行停机处理。3.3 保护动作时间国家有关规程对发电机定子绕组单相接地保护的动作时间未作明确规定，各电厂应根据本厂机组的实际运行情况给出延时时间。根据运行经验，延时时间应躲过变压器高压侧后备保护的动作时间，一般为35s为宜，否则容易误动。4 小结发电机定子绕组单相接地保护，对于中小型发电机，可采用零序电压型保护，实际运行中，应根据系统接线与运行方式，决定保护接线、定值整定、跳闸方式等，以利于发电机定子单相接地保护准确而可靠地动作。