浅谈《发电机变压器组断路器失灵保护改进意见》的体会

能源部电力司发出关于《发电机变压器组断路器失灵保护改进意见》的通知(以下简称《改进意见》),提出失灵保护的闭锁元件采用零序电流。有人曾对《改进意见》提出异议,认为采用负序电流做失灵保护的闭锁元件比采用零序电流好,能够解决发电机变压器组在变压器中性点不接地时断路器拒分,利用变压器中的负序电流做闭锁元件可以使失灵保护动作切除同一母线上有源元件断路器,能够防止发电机转子烧毁事故。若采用零序电流做闭锁元件,由于两相拒分变压器中没有零序电流,失灵保护会要拒动。     

选择性发电机定子单相接地保护方法

在深入分析发电机对地泄漏电流(即3倍中性点侧零序电流与机端出线侧零序电流之差)的基础上,提出了一种通过比较发电机定子单相接地故障时各发电机泄漏电流的大小或方向进行保护的发电机定子接地保护新方法。该方法利用发电机对地泄漏电流的基波分量和3次谐波故障分量,分别判断单相接地点是否在本发电机定子绕组内部,实现100%定子接地保护。EMTP仿真分析表明该保护方法能有效检测定子单相接地故障和准确判断接地故障发电机,适用于各种中性点接地方式,具有鲁棒性强、准确度高等特点。     

直接并网的中小型发电机定子接地保护

指出了现有中小型发电机定子接地保护原理的不足.详细阐述了在发电机中性点不接地和经消弧线圈接地2种情况下,分别在系统侧单相接地和定子接地时机端零序电流和零序电压的方向关系.提出了基于零序电流与零序电压方向关系以及基于零序差流与零序电压方向关系的新型的定子接地保护原理.通过试验和现场运行情况表明了该保护原理的可行性.     

扩大单元接线发电机定子接地保护方案

指出现有定子接地保护应用于扩大单元接线方式发电机上的不足，提出基于零序方向元件的选择性定子接地保护方案。采用发电机机端零序电流、接地变压器二次侧电流以及发电机零序电压构造零序方向元件，零序方向元件的动作边界可灵活整定，能够准确判断发电机区内、区外单相接地故障。该方案已应用到微机型发电机保护装置中，现场模拟试验结果证明了该方案的有效性和可靠性。     

不同电压等级同塔四回输电线路零序电流补偿系数整定研究

不同电压等级同塔四回输电线路发生接地短路时,由于零序互感对接地距离保护的影响,测量阻抗产生的偏差可能导致保护误动或者拒动。为此在现有整定方法的基础上,同时计及零序互感和零序电容电流的影响,分析了不同电压等级同塔四回输电线路在不同运行方式下的零序电流的方向,对零序电流补偿系数的计算方法进行了改进,给出了同塔四回线路在各种运行方式下的零序电流补偿系数,提出了利用微机保护的定值切换来提高接地距离保护的动作性能的措施。最后利用PSCAD对不同电压等级的500 kV/220 kV同塔四回输电线路进行了仿真,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

一起发电机定子接地事故的分析处理

文中介绍了华能铜川电厂发电机100%定子接地保护的原理及构成,一起发电机定子接地事故分析及处理过程,并对机端零序电压和中性点零序电压差异较大问题进行分析,发现原因是发电机中性点接地变压器二次抽头接线错误,并通过试验对此进行了验证。指出了出现这种问题的原因,是启动试验过程中没有采用实际发电机零序电压来检查零序电压回路的正确性,建议在启动过程中增加发电机定子接地试验项目来彻底杜绝此类问题发生。     

大型发电机注入式定子接地保护判据的改进

大型发电机对定子接地保护提出了更高的性能要求,倾向于在静止无励磁状态下也要有定子接地保护,因此装设注入式定子接地保护成为一种趋势。文中对注入式定子接地保护的2个判据进行了改进。接地过渡电阻判据跳闸段增加安全电流限制,并给出安全电流限制定值的整定方法;通过分析传递过电压对零序电流判据的影响,零序电流判据增设为2段,高定值段快速跳闸,低定值（灵敏）段增加主变高压侧接地闭锁。改进后的判据避免了接地故障电流很小的情况下不必要的跳闸停机对系统造成冲击,同时避免了传递过电压引起保护误动,进一步提高了注入式定子接地保护的可靠性和快速性。     

1000 MW发电机变压器组保护配置探讨

某电厂1 000 MW机组主变压器采用三台单相变压器,变压器纵差保护在接地故障发生时灵敏度偏低;常规的基波零序电压和三次谐波电压式定子接地保护,其三次谐波含量受发电机运行状态影响,不能满足在发电机运转前先投入定子接地保护的要求。应用短路电流计算结果和发电机变压器回路的对地电容值,通过整定变压器零序差动保护,选择与注入式定子接地保护相配合的发电机中性点接地电阻,分析了零序差动保护和注入式定子接地保护在设计中应该注意的问题。提出了主变压器增加零序差动保护、定子接地采用基波零序电压和三次谐波电压式与注入式两套不     

1000 MW发电机变压器组保护配置探讨

某电厂1 000 MW机组主变压器采用三台单相变压器,变压器纵差保护在接地故障发生时灵敏度偏低;常规的基波零序电压和三次谐波电压式定子接地保护,其三次谐波含量受发电机运行状态影响,不能满足在发电机运转前先投入定子接地保护的要求.应用短路电流计算结果和发电机变压器回路的对地电容值,通过整定变压器零序差动保护,选择与注入式定子接地保护相配合的发电机中性点接地电阻,分析了零序差动保护和注入式定子接地保护在设计中应该注意的问题.提出了主变压器增加零序差动保护、定子接地采用基波零序电压和三次谐波电压式与注入式两套不同原理保护的方案.     

电力电缆的零序电流保护方案

电力电缆的零序阻抗随零序电流的大小而改变,如果采用恒定值的零序阻抗来进行零序电流保护的整定,容易导致保护的不正确动作.由于电缆线路的零序阻抗是零序电流的函数,提出了基于迭代算法的零序电流保护的方案.利用经验公式来确定零序阻抗初始迭代值;采用最小二乘法对阻抗-电流曲线进行拟合求取零序阻抗;利用修正后的零序阻抗再次计算短路电流,直至前后2次计算出的接地电流的误差满足迭代精度要求.按照在线计算的零序阻抗值进行零序电流保护的整定,使得保护的特性适应于当前的电流值.保护的整定完全由装置自动完成,对当前系统的运行方式具有较好的自适应性.     

小电阻接地配电网零序保护的改进研究

中性点经小电阻接地系统发生高阻接地故障时,由于传统零序过流保护达不到定值而无法跳闸,导致故障长时间存在,而且此时无故障告警信号,因此存在危害系统可靠运行及人身安全的隐患。对中性点经小电阻接地系统发生接地故障时的零序电流电压特征进行了分析,提出了利用阻容比闭锁条件改进零序保护的方案。阻容比闭锁条件的本质在于通过分析零序电流阻性部分和容性部分的不同组成进行故障线路的识别。阻容比闭锁条件不受电压互感器和电流互感器极性的影响,因此能够可靠使用专用零序电流互感器。加入阻容比闭锁条件后不改变原有的保护配置,易于实施,能够提升零序保护的高阻接地故障检测能力,及时切除故障,保证系统的可靠运行以及人身安全。     

基于数学形态学的发电机定子绕组接地保护的研究

针对常用的发电机定子单相接地保护用于扩大单元接线时不具备选择性的问题,利用数学形态学对信号奇异性的检测功能和滤波特性,提出一种比较故障时机端零序电压和零序电流的突变极性来识别故障的新方法,经大量PSCAD仿真验证该保护方法能有效检测定子单相接地故障和准确判断故障发电机,且与发电机中性点接地方式无关。     

同塔双回线纵向故障特征分析及零序方向保护改进

同塔双回线在发生不对称纵向故障时,由于负荷电流的转移,健全线路上会流过较大的不平衡电流,可能导致健全线路上带零序电压补偿的纵联零序方向元件误动。分析了同塔双回线纵向故障时零序、负序分量的特征,阐释了单相故障跳闸后健全线路上带零序电压补偿的零序方向保护误动的机理,并且提出了利用单回线负序分量信息的保护改进方法。在零序电流达到门槛值而零序电压不足时,引入负序电流门槛来判断是否启动零序电压补偿,并结合带负序电压补偿的负序方向元件来判断故障方向。仿真结果表明,所提方法在相邻线路发生不对称纵向故障时能有效闭锁本线路的方向保护,防止保护误动作;在本线路靠近对侧发生接地故障,本侧零序电压较低的情况下改进的零序方向保护有较高的灵敏度,能够可靠动作。     

大型发电机基波零序过流过压保护新方案研究

分析中性点经配电变压器接地的发电机当前正运行中的基波零序过流保护存在的问题,并以“发电机定子绕组任一点单相接地时只要接地点的接地电流大于安全允许电流保护都能动作”为原则提出了三种新保护方案,这三种方案的保护原理是相同的,只是保护端子的测量参数不同而已。新保护方案能显著提高大容量发电机基波零序过流或过压保护的性能,并能在定值上实现明确的两段式保护。     

基于相角差的发电机定子接地保护方向元件

分析了发电机发生内外部单相接地故障后,机端和中性点侧3次谐波电压、基波零序电压和零序电流之间相角的变化关系。在此基础上,提出基于相角判别的新型发电机定子接地保护方向元件。该方向元件由2部分组成:对距中性点50%以内的定子绕组故障,利用机端和中性点两侧故障分量3次谐波电压的相角值相等且为负值的特点构成;对50%以上范围的定子绕组故障,由于零序故障电压和电流均相对较大,采用零序电压和零序电流相位的关系来识别故障方向。该方向元件构成原理简单,可以与目前现场应用的各种单相接地保护方案配合使用,具有较强的工程应用前景。     

小电阻接地系统高阻接地故障反时限零序过电流保护

目前小电阻接地系统接地保护主要采用零序过电流保护,其保护动作值较高,但发生高阻接地故障时保护装置容易拒动。结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地系统单相高阻接地故障零序电流分布特征以及零序电压与零序电流关系的基础上,提出了一种新型的反时限零序过电流保护方法。通过各出线保护间的时间配合可使保护装置的启动电流定值无需躲过本线路的最大电容电流,并且通过构造修正系数来提高高阻接地故障时检测到的等效零序电流的大小,从而提高高阻接地故障保护能力,消除因电流互感器测量误差而造成的拒动问题。     

大型发电机基波零序过流过压保护新方案研究

分析中性点经配电变压器接地的发电机当前正运行中的基波零序过流保护存在的问题,并以"发电机定子绕组任一点单相接地时只要接地点的接地电流大于安全允许电流保护都能动作"为原则提出了三种新保护方案,这三种方案的保护原理是相同的,只是保护端子的测量参数不同而已.新保护方案能显著提高大容量发电机基波零序过流或过压保护的性能,并能在定值上实现明确的两段式保护.     

基于零序电流投影系数的小电阻接地系统高阻接地故障保护

小电阻接地系统可以有效抑制过电压,快速切除故障。随着电缆网规模的日益扩大,越来越多的大中城市开始使用该种接地方式。但现阶段采用的零序过电流保护启动门槛值较高,高阻接地故障时将拒动。分析了接地故障时中性点零序电流与各出线零序电流的关系,发现故障出线零序电流略大于中性点零序电流且二者近似反向,而健全出线零序电流远小于中性点零序电流且相位差约为90°,提出一种利用出线零序电流在中性点零序电流上投影系数大小的小电阻接地系统接地故障保护方法,可显著提高高阻接地时的保护灵敏度。仿真结果验证了方法的正确性及有效性。     

发电机100%定子接地保护测试

<正>1发电机100%定子接地保护发电机100%定子接地保护,是发电机定子绕组接地短路的主保护。对大型发电机组,尤其是定子绕组采用水内冷的机组,应装设能反应100%定子绕组的接地保护。1.1保护原理DGT801A数字式发电机变压器保护装置中,发电机100%定子接地保护包括基波零序电压保护和三次谐波定子接地保护两部分。基波零序电压定子接地保护利用的电气量是发电机定子绕组零序电压的基波分量,保护范围为由机端开始至机内     

故障机理深度关联的大型发电机保护新原理探讨

基于“碳达峰、碳中和”发展目标,新能源发电渗透率逐年提高,但其故障穿越能力差、不确定性强等问题愈发凸显。传统发电机组容量巨大,作为系统的主力支撑电源,其功率调节和安全支撑作用更为重要,增强其继电保护的性能和作用显得尤为紧迫。在配置和改进发电机保护原理时,应该与故障机理深度关联并提炼故障特征。对发电机零序横差保护不平衡电流的产生机理进行分析,得出零序横差不平衡电流与气隙电动势成正比的结论,并提出基于气隙电动势制动的零序横差保护判据,能够提高内部小匝差短路故障时保护的灵敏度。基于对定子单相接地故障风险的深度分析,利用接地故障电流反映故障风险,据此构建的定子接地保护方法能够通过发电机安全风险自适应选择出口方式。研究结果拟为基于故障机理的大型发电机组保护改进提供思路。