中小型水电站中发电机定子单相接地保护原理的探讨

针对中小型水电站的发电机提出了一种具有选择性的发电机定子单相接地保护原理,该原理是利用比较发电机各相之间出线侧与中性点侧差动电流工频变化量的关系来判断定子单相接地故障。理论分析和MATLAB仿真结果表明,正常运行时各相差动电流工频变化量的大小及相位相同;发电机外部系统单相接地时,故障相差动电流工频变化量的大小及相位与非故障相也一致;而发电机定子绕组内部单相接地时,故障相差动电流工频变化量远大于非故障相差动电流工频变化量,且方向相反。因此该保护原理可较好地区分发电机定子绕组内部单相接地和外部系统单相接地,其构成原理较简单、判别能力较强,有利于改善中小型水电站中发电机定子单相接地保护的性能。     

中小型水电站中发电机定子单相接地保护原理的探讨

针对中小型水电站的发电机提出了一种具有选择性的发电机定子单相接地保护原理,该原理是利用比较发电机各相之间出线侧与中性点侧差动电流工频变化量的关系来判断定子单相接地故障.理论分析和MATLAB仿真结果表明,正常运行时各相差动电流工频变化量的大小及相位相同;发电机外部系统单相接地时,故障相差动电流工频变化量的大小及相位与非故障相也一致;而发电机定子绕组内部单相接地时,故障相差动电流工频变化量远大于非故障相差动电流工频变化量,且方向相反.因此该保护原理可较好地区分发电机定子绕组内部单相接地和外部系统单相接地,其构成原理较简单、判别能力较强,有利于改善中小型水电站中发电机定子单相接地保护的性能.     

大型水轮发电机定子单相接地故障的暂态仿真

根据水轮发电机定子和转子的绕组结构，在利用多回路理论计算定子和转子绕组电感参数的基础上，考虑定子绕组对地电容的分布性，建立了新的水轮发电机定子绕组单相接地故障暂态仿真模型，将定子绕组单相接地问题的研究统一在一个模型之中。文中以三峡发电机的一种设计方案为例，分析了定子绕组对地分布电容对模型的影响，讨论了单相接地过程中机端与中性点处零序电压及接地故障电流随故障位置和接地电阻的变化关系。该模型适合发电机定子绕组单相接地故障的全过程仿真，可为单相接地故障继电保护方案的分析与开发提供基础。     

三峡大型发电机中性点接地电阻的合理选择

通过分析中性点接地电阻对定子绕组单相接地保护、重燃弧过电压以及接地故障电流的影响,认为适当地提高中性点接地电阻有助于提高外加20Hz电源定子单相接地保护的灵敏度、有利于减小接地故障电流和中性点接地电流,且不会带来威胁发电机安全的过电压。结合三峡发电机的特点———定子绕组绝缘等级高、定子绕组对地电容大,认为中性点接地电阻取3~5倍的对地容抗值比较合适。     

三峡大型发电机中性点接地电阻的合理选择

通过分析中性点接地电阻对定子绕组单相接地保护、重燃弧过电压以及接地故障电流的影响,认为适当地提高中性点接地电阻有助于提高外加20 Hz电源定子单相接地保护的灵敏度、有利于减小接地故障电流和中性点接地电流,且不会带来威胁发电机安全的过电压.结合三峡发电机的特点--定子绕组绝缘等级高、定子绕组对地电容大,认为中性点接地电阻取3～5倍的对地容抗值比较合适.     

基于分级绝缘的高压发电机定子单相接地故障保护

为改善高压发电机定子单相接地故障保护的灵敏度和可靠性,提出一种基于分级绝缘的高压发电机定子单相接地保护方案。考虑高压发电机定子绕组采用分级绝缘技术,定量计算了高压发电机齿部各位置的齿宽分布情况,分析了定子绕组在不同齿部尺寸下的磁密分布特性,精确给出了每相每分支匝电动势与定子绕组对地分布电容的数学描述。为消除输电系统三次谐波电压波动对保护方案的干扰,保护方案增加了自适应门槛保护判据。仿真结果表明,该方案在改善保护灵敏度与可靠性方面具有明显优势。     

中小型汽轮发电机定子接地保护

定子绕组的单相接地是发电机最常见的故障之一,而定子单相接地故障对发电机的主要危害则表现在定子铁心烧伤和接地故障扩大为相间或匝间短路.为此,必须针对不同情况对发电机配置与其相适应的单相接地保护,使其不误动、不拒动.     

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。     

模式识别在发电机定子接地保护中的应用

大型发电机的定子绕组对地分布电容较大,困此对定子单相接地保护灵敏度的要求较高。该文提出了一种基于模糊模式识别技术的发电机定子接地保护方案。该方案运用模糊综合评判原理,对发电机定子接地故障时的多参量进行综合判断,并通过遗传算法对模糊权系数进行了优化。通过对一台水轮发电机和一台汽轮发电机定子绕组接地故障的仿真试验证明该方案比传统方法具有更高的可靠性及灵敏度。     

浅谈发电机的定子接地保护

发电机的安全运行对保证电力系统的正常运行和电能质量起着决定性的作用,同时发电机本身也是个十分贵重的设备,为保证其安全运行,装设了许多保护装置。定子接地保护是发电机的主要保护之一。 发电机在运行中易发生的故障主要有:定子绕组相间短路、定子绕组一相的匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组一点或两点接地、转子励磁回路励磁电流消失等。根据安全的要求发电机的外壳都必须进行接地。因为只要发电机定子绕组绝缘受到破坏,就可能导致单相接地。目前大容量发电机组均采用水内     

模式识别在发电机定子接地保护中的应用

大型发电机的定子绕组对地分布电容较大,困此对定子单相接地保护灵敏度的要求较高.该文提出了一种基于模糊模式识别技术的发电机定子接地保护方案.该方案运用模糊综合评判原理,对发电机定子接地故障时的多参量进行综合判断,并通过遗传算法对模糊权系数进行了优化.通过对一台水轮发电机和一台汽轮发电机定子绕组接地故障的仿真试验证明该方案比传统方法具有更高的可靠性及灵敏度.     

大型发电机定子接地保护灵敏度分析与整定计算

对大型发电机定子接地保护灵敏度进行了分析,提出了两段式发电机基波零序电压定子接地保护的概念：低定值动作发信号,高定值动作跳闸停机。并阐述了大型发电机定子接地保护的整定及各定子接地保护整定值的配合关系。通过发电机定子接地保护之间的相互配合,在整个发电机定子绕组范围内发生单相接地故障时,发电机定子接地保护均能灵敏地动作。     

发电机定子绕组单相接地保护自适应判据研究

分析了发电机机端和中性点的零序基波及3次谐波电压故障暂态分量的特点,在此基础上提出了发电机定子绕组单相接地保护的自适应判据。该判据考虑了零序基波电压及3次谐波电压故障分量的综合效应,并以制动信号谱能量和动作信号谱能量的比值作为制动系数,该值在发电机正常运行时接近为1,在发电机定子绕组单相接地时远小于1。因此,自适应判据有效提高了保护在定子绕组经过渡电阻单相接地情况下的灵敏度。文章还建立了发电机的多回路暂态数学模型,采用半隐格式求解法对定子单相接地故障进行了仿真,结果证明了所提判据的有效性和良好的抗噪性。     

发电机基波零序电压型定子接地保护的整定

针对300 MW及以上大型汽轮发电机出口加装断路器后发电机定子接地保护灵敏度降低的问题,分析了发生定子单相接地故障时故障电流的影响因素;计算了变压器高电阻接地方式下的中性点接地电阻值,对发电机定子接地保护重新进行整定,实现了发电机定子绕组单相接地故障时具有较高灵敏度的目的。并结合600 MW大型汽轮发电机出口断路器改造实例,给出了发电机定子接地保护的整定方法及建议。     

大型发电机组注入式定子接地保护调试与整定

随着发电机单机容量的不断增大,发电机定子绕组对地电容不断增加,导致定子单相接地电流不断增大,容易造成发电机定子对地绝缘老化或出现接地故障,对发电机定子单相接地保护提出了更高的要求以确保发电机安全运行。阐述了注入式定子接地保护原理及现场调试方法,并对相角补偿值、阻抗补偿值及对相关的保护值进行了整定。根据现场对发电机静止状态下的调试以及发电机由空载缓慢升压至30%额定电压后的测试结果,进一步验证了保护定值整定的正确性和保护装置动作的准确性。     

浅析选择性定子单相接地保护

在分析发电机定子绕组单相接地故障特点的基础上,简述常见的定子单相接地保护方案,详细分析三种具有选择性的定子单相接地保护的原理和优缺点,指出目前几种具有选择性的定子单相接地保护方案存在的问题和对以后的研究展望.     

基于多回路－有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障保护方案校验方法

同步发电机数学模型是进行故障暂态仿真，设计、校验保护方案的理论基础。文中将多回路方法与电磁场有限元计算相结合，建立了同步发电机的多回路一有限元耦合数学模型，其突出优点在于：可以同时计及定子绕组对地分布电容，磁路饱和、磁极形状、齿槽效应等因素，适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析及保护方案(尤其是三次谐波电压保护方案)校验。应用该数学模型完成了同步发电机定子单相接地故障暂态数字仿真，仿真与实验结果基本吻合，验证了该数学模型的准确性与有效性。进而提出了基于多回路一有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障三次谐波电压保护方案校验方法。应用该方法对典型的定子单相接地稳态判据、暂态判据进行仿真校验，结果与实验基本吻合，表明该方法是正确可行的。     

发电机定子单相接地故障仿真及其保护综述

对现有发电机定子绕组单相接地故障的仿真方法及其保护进行了综述。首先介绍了各种仿真方法 ,并通过对各种方法的分析比较 ,阐述了它们的优缺点 ;然后又简要介绍了目前广泛使用的成熟的定子单相接地保护方案 ,并重点介绍了新近发展起来的采用新手段新判据的保护方案 ,分析了当前这些保护所存在的问题。最后探讨了发电机定子单相接地故障保护可能的发展方向     

基于计算电阻的发电机定子单相接地保护方案分析

分析发电机单相接地故障前后中性点侧及机端侧相电流变化情况,提出了一种基于计算电阻的发电机定子单相接地保护方案,通过计算各机组在单项接地故障前后的接地电阻,来判定故障点是否位于发电机定子绕组内部。进行EMTP仿真分析,结果表明该设计方案能可靠识别出多发电机并联运行时发生在某一发电机内部的接地故障,能准确判断出故障机组,其构成原理较简单、直观,有利于提升中小型水电站中发电机定子单相接地保护的性能。     

发电机100%双频定子单相接地保护研究

定子绕组单相接地保护是大型发电机继电保护系统中十分重要的一项内容。发电机双频式定子单相接地保护由基波零序电压型保护和三次谐波电压型保护两部分组成,二者相互配合共同构成了100%定子单相接地保护。从发电机定子绕组单相接地的电气量特征入手,详细分析了双频定子单相接地保护的基本原理,为今后的学习打下了良好的基础。