大型水電機組注入式定子接地保護的應用

1、大型水電機組注入式定子接地保護的應用陳佳勝chenjsnari- 注入式定子接地保護方案 注入式定子接地保護原理 注入式定子接地保護現(xiàn)場試驗情況主要內(nèi)容注入式定子接地保護方案發(fā)電機中性點經(jīng)過接地變壓器接地，接地變副邊并聯(lián)一負載電阻，外加20Hz低頻電源疊加在電阻上，通過接地變副邊耦合至一次側(cè)。發(fā)電機定子繞組側(cè)絕緣正常時，計算出的接地電阻為無窮大，一旦發(fā)生定子接地故障，零序電壓UG0、零序電流IG0均發(fā)生變化，計算出的接地電阻減小，裝置根據(jù)接地電阻值和零序電流IG0的大小來判定是否出現(xiàn)定子接地故障。 注入式定子接地保護方案 考慮到發(fā)生定子接地故障時流過負載電阻上的電流很大，需要通過一個中間CT進

2、行隔離來取得零序電流IG0； 同時，接地變壓器的副邊電壓較高，一般在100V500V之間，需要分壓后接入裝置，零序電壓UG0可從分壓器上取得，也可直接在電阻分接頭上抽取。 注入式定子接地保護原理 接地變?yōu)槔硐胱儔浩鞯牡刃щ娐?0EiRKR0GIkICICjXNR0GUnI注入式定子接地保護原理接地電阻的計算 20E00GGUkIjBGY 00Re11GGKUkIGR注入式定子接地保護原理考慮接地變參數(shù)影響的等效電路20EiR0GIkICI0GUmINRKRnIcjX1jXmjX2jX2R1RmR注入式定子接地保護原理 計及接地變參數(shù)影響的電阻計算公式)/(/()(112200cKmmGGjXR

3、jXRjXRjXRIU注入式定子接地保護現(xiàn)場試驗某水電廠采用注入式定子接地保護方案，其設備參數(shù)為：發(fā)電機額定電壓為15.75kV定子繞組側(cè)對地電容參數(shù)約為4.23uF/相額定功率300MW中性點接地變壓器電壓變比15.75kV/1.732/690V額定容量30kVA副邊并聯(lián)負載電阻1.0歐中間CT變比為500A/1A分壓器分壓比為1/5 注入式定子接地保護現(xiàn)場試驗 試驗方法分別在發(fā)電機靜止狀態(tài)、空載運行狀態(tài)和并網(wǎng)運行狀態(tài)下，用絕緣棒將實際電阻的引線挑至發(fā)電機中性點接地柜內(nèi)接地變一次側(cè)的隔離刀閘上，模擬中性點經(jīng)過渡電阻接地的情況，驗證保護性能。 注入式定子接地保護現(xiàn)場試驗020406080100

4、120140160180-101ULF0 (V)24-Jan-2007 00:24:42巖灘1號機-30%UN-CPU-2K020406080100120140160180-101ILF0 (mA)020406080100120140160180123RE (k)圖4 發(fā)電機中性點經(jīng)2.0k電阻接地的波形(發(fā)電機空載30%UN)圖中，ULF0為注入的低頻電壓，IFL0為注入的低頻電流，RE為測量得到的接地過渡電阻。另外，波形的橫坐標為采樣點，工頻每周波(20ms)采樣24點。注入式定子接地保護現(xiàn)場試驗圖5 發(fā)電機中性點經(jīng)2.0k電阻接地的波形(發(fā)電機并網(wǎng)10%PN ) 020406080100

5、120140160180-101ULF0 (V)24-Jan-2007 12:36:02巖灘1號機-并網(wǎng)后10%有功-CPU-2K020406080100120140160180-202ILF0 (mA)020406080100120140160180123RE (k)目前，該方案已在國內(nèi)20多臺300MW700MW容量的機組上得到成功應用，滿足了大型水電機組對定子接地保護的要求。 應用實例：龍灘水電站7700MW機組 彭水水電站5350MW機組浙江灘坑水電站3200MW機組廣西巖灘4300MW機組 云南漫灣二期300MW機組 。注入式定子接地保護應用情況該方案具有如下特點：在發(fā)電機靜止、啟停及正常運行狀態(tài)下可有效發(fā)現(xiàn)定子單相接地故障，可監(jiān)視定子繞組絕緣的緩慢老化；保護計算、測量采用精細化模型，采用高精度的保護算法，通過適當補償環(huán)節(jié)，在發(fā)電機各種工況下，可準確的計算出接地故障電阻值；保護靈敏度在定子繞組各處一致，無保護死區(qū)；現(xiàn)