1、發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地 ,是發(fā)電機(jī)最常見(jiàn)的一種電氣故障。非故障相對(duì)地電壓上升為線電 壓，可能導(dǎo)致絕緣薄弱處發(fā)生接地形成兩點(diǎn)接地短路， 擴(kuò)大事故。 定子繞組單相接地的危害 性主要是流過(guò)故障點(diǎn)的電容電流產(chǎn)生電弧可能燒壞定子鐵心,進(jìn)一步造成匝間短路或相間短路（鐵心灼傷后造成磁場(chǎng)分布不均，定子繞組局部溫度高，后果必然是相間短路損壞發(fā)電 機(jī)。 ）,使發(fā)電機(jī)遭受更為嚴(yán)重的破壞。，故障點(diǎn)將出現(xiàn)零序電壓。 下面1 所示，假設(shè)A相在距中性）的小點(diǎn)發(fā)生接地故障。6 kV發(fā)電機(jī)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生定子繞組單相接地時(shí)以A相定子繞組任一點(diǎn)發(fā)生金屬性接地故障為例進(jìn)行分析。如圖 點(diǎn)a處（a表示由中性點(diǎn)到故障點(diǎn)的匝數(shù)占

2、該相總匝數(shù)的百分?jǐn)?shù) 則零序電壓為（推導(dǎo)過(guò)程略）:Ud 0= -aEA上式表明，故障點(diǎn)的零序電壓與a成正比 ，即接地點(diǎn)離中性點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越高。這樣可以利用接于機(jī)端的電壓互感器開(kāi)口三角形側(cè)取得零序電壓，構(gòu)成單相接地保護(hù) ，如圖 2 所示。零序電壓型單相接地保護(hù) ，是從機(jī)端電壓互感器開(kāi)口三角形側(cè)取得零序電壓 ，接入保護(hù)用的過(guò) 電壓繼電器。理想情況下，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，TV開(kāi)口三角形側(cè)無(wú)零序電壓 ，繼電器不動(dòng)作。 但實(shí)際上 ，發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行情況下 ，其相電壓中存在三次諧波電壓;另外 ，在變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地短路時(shí) ，由于變壓器高低壓繞組之間有電容存在，發(fā)電機(jī)機(jī)端也會(huì)產(chǎn)生零序電壓。為了保證保護(hù)動(dòng)作

3、的選擇性 ，保護(hù)的整定值應(yīng)躲開(kāi)上述三次諧波電壓與零序電壓。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) 電壓值一般整定為 1520 V之間。按此值整定后，由于靠近中性點(diǎn)附近發(fā)生接地故障時(shí)，零序電壓低 ，保護(hù)可能不會(huì)起動(dòng) ，故此種保護(hù)的保護(hù)范圍約為由機(jī)端到中性點(diǎn)繞組的85%左右，保護(hù)存在死區(qū)。規(guī)程規(guī)定，對(duì)于出口電壓為 6 3 kV的發(fā)電機(jī)，當(dāng)接地電流等于或大于5A時(shí)，單相接地保護(hù)作用跳閘；小于5A時(shí),一般只發(fā)信號(hào)不跳閘，這是基于保護(hù)發(fā)電機(jī)定子繞組而作出的規(guī)定。保護(hù)動(dòng)作時(shí)間國(guó)家有關(guān)規(guī)程對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間未作明確規(guī)定，各電廠應(yīng)根據(jù)本廠機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況給出延時(shí)時(shí)間。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，延時(shí)時(shí)間應(yīng)躲過(guò)變壓器高壓側(cè)后備保

4、護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，一般為35 s為宜，否則容易誤動(dòng)。發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù) ，對(duì)于中小型發(fā)電機(jī) ，可采用零序電壓型保護(hù) ，實(shí)際運(yùn)行中 ，應(yīng)根 據(jù)系統(tǒng)接線與運(yùn)行方式 ，決定保護(hù)接線、定值整定、跳閘方式等，以利于發(fā)電機(jī)定子單相接地保護(hù)準(zhǔn)確而可靠地動(dòng)作。如果查明接地點(diǎn)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部（在窺視孔能見(jiàn)到放電火花或電弧） ，應(yīng)立即減負(fù)荷停機(jī)，并 向上級(jí)調(diào)度匯報(bào)。如果現(xiàn)場(chǎng)檢查不能發(fā)現(xiàn)明顯故障，但“定子接地”報(bào)警又不消失，應(yīng)視為 發(fā)電機(jī)內(nèi)部接地， 30min 內(nèi)必須停機(jī)檢查處理。一、零序電壓式定子接地保護(hù)的整定計(jì)算1、零序動(dòng)作電壓零序電壓式定子接地保護(hù)的動(dòng)作電壓， 應(yīng)按躲過(guò)發(fā)電機(jī)正常工況下及惡劣條件下發(fā)電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)

5、生的最大橫向零序電壓來(lái)整定，即 Udz0=Krel*U0maxUdzO :零序電壓式定子接地保護(hù)的動(dòng)作電壓Krel ：可靠系數(shù)，取 1.21.3UOmax :發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的最大橫向零序電壓影響UOmax的因素主要有：a、發(fā)電機(jī)的三次諧波電勢(shì)b、機(jī)端三相TV各相間的變比及角誤差（主要是 TV 一次繞組對(duì)三次繞組之間的比誤差）c、發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)中三相對(duì)地絕緣不一致d、主變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)由變壓器高壓側(cè)傳遞到發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的零序電壓測(cè)量表明:a、 并網(wǎng)運(yùn)行發(fā)電機(jī)的三次諧波電勢(shì)與發(fā)電機(jī)的負(fù)荷有關(guān)，最大可達(dá)發(fā)電機(jī)電壓的5%7%。 在發(fā)電機(jī)機(jī)端TV開(kāi)口三角形繞組兩端及中性點(diǎn) TV二次產(chǎn)生的電壓最大

6、各位 3V。如果定子 接地保護(hù)能有效濾去三次諧波電壓，在進(jìn)行定值整定時(shí)可不考慮這一電壓。b、機(jī)端三相TV的一次繞組對(duì)三次繞組之間變比不一致，在機(jī)端 TV開(kāi)口三角形繞組兩端 產(chǎn)生基波電壓通常有 O.51.5V。c、主變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)，有變壓器高壓側(cè)傳遞到發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的零序電壓，主要 決定于變壓器高壓側(cè)繞組與發(fā)電機(jī)側(cè) （低壓側(cè)） 繞組之間的耦合電容。 對(duì)于電壓等級(jí)為 22OkV 及以上的變壓器， 高壓側(cè)零序電壓傳遞到發(fā)電機(jī)系統(tǒng)側(cè)的分量很小。 另外通過(guò)延時(shí)可以躲過(guò) 這一電壓的影響。因此，整定定子接地保護(hù)的動(dòng)作電壓時(shí)，可以不考慮這一因素。d、引起發(fā)電機(jī)三相對(duì)地絕緣不一致的因素是多種多樣的，主要

7、是發(fā)電機(jī)三相繞組對(duì)地絕緣固有的不一致， 以及外界環(huán)境的影響。 當(dāng)發(fā)電機(jī)母線經(jīng)穿墻套管裸導(dǎo)線與室外的主變壓器 或廠用高壓變壓器連接時(shí)， 在雨天很容易引起發(fā)電機(jī)系統(tǒng)三相對(duì)地絕緣不對(duì)稱。 運(yùn)行實(shí)踐表 明：最嚴(yán)重時(shí)，在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的零序電壓可達(dá)發(fā)電機(jī)額定電壓的810%，即將在機(jī)端TV開(kāi)口三角繞組兩端或中性點(diǎn) TV二次產(chǎn)生810V的電壓。發(fā)電機(jī)三相繞組對(duì)地絕緣固有 不一致引起的零序電壓，最大為2%,即2V （二次值）。考慮到上述種種因素，UdzO可取515V。a、對(duì)于發(fā)電機(jī)出線至主變壓器及廠用高壓變壓器均采用全封閉系統(tǒng)的大型發(fā)電機(jī)組，且零序電壓式定子接地保護(hù)具有較高的三次諧波濾過(guò)比時(shí)，Udz0 可取

8、57V。b、 當(dāng)由發(fā)電機(jī)定子出線至主變壓器及高壓廠用變壓器（在室外）經(jīng)穿墻套管-裸導(dǎo)線連接、且位于環(huán)境污染嚴(yán)重地區(qū)的發(fā)電機(jī)，UdzO可取1012V。c、 對(duì)于其他發(fā)電機(jī)，當(dāng)接地保護(hù)不反應(yīng)三次諧波電壓時(shí)，UdzO可取710V。d、 對(duì)于出線全封閉的發(fā)電機(jī)，Udz0可取5V。2、動(dòng)作延時(shí)為躲過(guò)主變壓器高壓側(cè)或中壓側(cè) （大電流系統(tǒng)側(cè)） 接地故障時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)的影響， 零序電壓式定子接地保護(hù)的延時(shí)， 應(yīng)與主變壓器大電流系統(tǒng)側(cè)接地保護(hù)最長(zhǎng)的動(dòng)作延時(shí)相配 合，即： t=t0max+t1t 零序電壓式定子接地保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間t0max主變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)）接地保護(hù)最長(zhǎng)的動(dòng)作時(shí)間t1 是時(shí)間級(jí)差，取

9、 0.3 0.5S3、出口方式的確定零序電壓式定子接地保護(hù)的出口方式， 應(yīng)根據(jù)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、 容量及發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)中的主 接線狀況而定。（1）對(duì)于雙水內(nèi)冷式發(fā)電機(jī)，不論容量及接地故障時(shí)接地電流的大小，都應(yīng)動(dòng)作于跳閘（2）對(duì)于非雙水內(nèi)冷式發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子單相接地時(shí)的最大接地電流大于發(fā)電機(jī)的安全允許 接地電流（4、3、2、1A）時(shí)，應(yīng)作用于跳閘（3）對(duì)于定子單相接地時(shí)，其接地電流小于發(fā)電機(jī)的安全允許接地電流的中、小型機(jī)組， 可作用于信號(hào)。二、零序電流式定子接地保護(hù)的整定計(jì)算 目前，國(guó)內(nèi)運(yùn)行的零序電流式定子接地保護(hù)主要有兩種：一種是容量為1025MW 及以下的小型發(fā)電機(jī)， 在發(fā)電機(jī)的三相引出線上套有無(wú)

10、變比的零序電流互感器， 其二次電流接入保護(hù) 裝置； 另一種是國(guó)外生產(chǎn)的大型發(fā)電機(jī)， 發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地， 在接地線上套一電流 互感器，將其二次電流接入保護(hù)裝置。1 、小機(jī)組的零序電流式定子接地保護(hù)的整定計(jì)算 為使小機(jī)組的零序電流式接地保護(hù)能可靠動(dòng)作， 在對(duì)該型保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算之前， 應(yīng)首先計(jì) 算出發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)單相接地時(shí)的最大電容電流。（1 ）動(dòng)作電流的整定。當(dāng)單相接地的電容電流大于發(fā)電機(jī)安全允許電流時(shí)，接地保護(hù)的動(dòng) 作電流為 Idz0=Krel*IogIdzO:接地保護(hù)的動(dòng)作電流（一次值）Krel ：可靠系數(shù)，取 0.80.9log :發(fā)電機(jī)的安全允許電流 當(dāng)單相接地時(shí)的最大電容電流小于發(fā)電機(jī)安全允許電流時(shí)，接地保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)為Idz0=Krel*IodIdz0:接地保護(hù)的動(dòng)作電流Krel :可靠系數(shù)，取 0.80.9lod :單相接地時(shí)的最大電容電流（ 2）動(dòng)作時(shí)間及出口方式。保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可取 56S,作用于信號(hào)或跳閘（當(dāng)最大接地電容電流大于安全允許電流時(shí)， 作用于跳閘，否則作用于信號(hào)）2、大機(jī)組的零序電流式定子接地保護(hù)的整定計(jì)算（1 ）動(dòng)作電流的整定該類型定子接地保護(hù)的動(dòng)作電流， 應(yīng)按規(guī)定的所保護(hù)的定子繞組接地范圍來(lái)整定。 當(dāng)要求的 保護(hù)范圍為 85%90%的定子繞