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　　繼電器發(fā)機(jī)中性占經(jīng)消弧線圈諧振方式接地中串聯(lián)電阻對定子接地保護(hù)的影響畢大強(qiáng)，王祥衡，王居儉清華大學(xué)電機(jī)工程系。北京100084弧線圈中串聯(lián)小值電阻可以起到限制傳遞過電壓的作用，須注意的是電阻阻值的選取應(yīng)從補(bǔ)償電容電流和限制傳遞過電壓兩方面加以驗(yàn)算在經(jīng)耦合電容引起的傳遞過電壓滿足定子繞組絕，要求時(shí)，應(yīng)注意校驗(yàn)其對基波零序電壓定子接地保護(hù)動(dòng)作可靠性的影響實(shí)例分析說明此傳遞過電壓可引起基波零序電壓定子接地保護(hù)的誤動(dòng)。

　　1引言般認(rèn)為大嘔發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)配屯變壓器高接地方式可以降低暫態(tài)過電壓。隨著發(fā)屯機(jī)容大，發(fā)生單相接地故障時(shí)可能燒傷鐵心。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈諧振接地時(shí)，在理論上講可以將接地電流減小到很小，使接地電弧很容易熄滅，同時(shí)又降低了恢復(fù)電壓，使接地電弧難以重燃從而有效地降低了暫態(tài)過電壓且在消弧線圈中小聯(lián)小電叭也起著重要的消耗暫態(tài)過程能量的作用。由于諧振方式接地時(shí)零序阻抗很大，如果系統(tǒng)高壓側(cè)發(fā)生接地短路，則施加在發(fā)電機(jī)機(jī)端的傳遞過電壓將會(huì)很高，這可以通過在消弧線圈回路中串聯(lián)小值電阻限制傳遞過電壓王安全范圍內(nèi)加以解決，似在綜合考慮限制故障電流在安全接地電流范圍內(nèi)和經(jīng)費(fèi)合電容引起兩者很難同時(shí)滿足要求，所以在相關(guān)保護(hù)整定過程中須加以注意2大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)應(yīng)采取經(jīng)消弧線圈接地的方式2.1接地電流與流經(jīng)中性點(diǎn)電流的差別發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地故障后，無論中性點(diǎn)是經(jīng)配電變壓器高阻接地或經(jīng)消弧線圈接地，接地電流與流經(jīng)中性點(diǎn)的電流都是不同的。單相接地，流經(jīng)性點(diǎn)的電流是經(jīng)過接地膃壓器成消弧線的電流，而接地電流則是流過對地電界的電流與配電變壓器或消弧線圈的電流的矢量和。因?yàn)榘l(fā)生方成正比，但流過故障點(diǎn)的電流是接地電流，而不是流經(jīng)中性點(diǎn)的電流，后者不能用來作為發(fā)電機(jī)單相接地電流允許值的判斷標(biāo)準(zhǔn)，流過中性點(diǎn)的電流作用是用來設(shè)計(jì)配電變壓器或消弧線圈的容量。

　　2.2大型發(fā)電機(jī)應(yīng)采取中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方80年代初我國有關(guān)部門通過試驗(yàn)制定的發(fā)電機(jī)。相接地電流的允。其額定1壓18認(rèn)及以上為認(rèn)。結(jié)合峽發(fā)電機(jī)組的參數(shù)，額定相電壓為容為，=0.2估算值，則發(fā)電機(jī)定子繞組在機(jī)端發(fā)生金屬性單相接地故障時(shí)，流過對地電容的電流為按照國際慣例，當(dāng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)配電變壓器高阻接地時(shí)，為限制動(dòng)態(tài)過電壓2.6倍額定相電壓，中性點(diǎn)接地電阻的次側(cè)值應(yīng)取為辦13則發(fā)電機(jī)，相接地時(shí)故障電流將超過乃，=31.這樣大的接地電流定了接地保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘，但計(jì)及實(shí)際的滅磁結(jié)束需要定時(shí)間，期間可能使鐵心遭受損傷。在考慮過電壓條件時(shí)，中忭心屯阻的選，原則應(yīng)以在限制動(dòng)態(tài)過屯壓在安全范圍內(nèi)條件下盡量減小接地電湔按文獻(xiàn)4中所述人耶公司在峽發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)方案中提供的中性點(diǎn)接地變壓器的主要參數(shù)為額定變比為=200乃00.額定界為崩章時(shí)鐵鑷，訴厲碟塍栳艷摩哲空地變壓器原邊電流為=5人。對應(yīng)此接地電阻下根據(jù)66公司的方案發(fā)電機(jī)定子絕緣，持續(xù)承受6.5倍的交流額定線屯1以上。這屯壓價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了可能發(fā)生的暫態(tài)過電壓，在這種絕緣水平很高情況下暫態(tài)過電壓不會(huì)損壞定子繞組絕緣。暫態(tài)過電壓在發(fā)電機(jī)絕緣上已充分被考慮的情況下，接地電阻的選擇主要是限制中性點(diǎn)電流大小，以及防止變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地故障后，產(chǎn)生的傳遞過電壓不至于使基波零序電壓單相接地保護(hù)誤動(dòng)。按地故障的接地電流為j52+21.86222.42A，也遠(yuǎn)大十規(guī)定的發(fā)電機(jī)允許接地電流定鐵心也珩受到燒傷的威脅。

　　根據(jù)文獻(xiàn)561中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在額定頻率附近，不論是否計(jì)及消弧線圈上的串聯(lián)電阻，消弧線圈諧振接地方式廠的暫態(tài)過電壓反小于高叭接地方咒。

　　為單相接地故障發(fā)電機(jī)維持額定頻率，必須是發(fā)電機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，這時(shí)接地電流應(yīng)小于認(rèn)。正是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地可以對電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，使單相接地時(shí)接地電流很小。另外在消弧線圈上串聯(lián)小電阻可以起到很好的限制傳遞過電壓的作用。這樣在以上綜合考慮接地電流與傳遞過電壓的基礎(chǔ)上，峽發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地更合理更安全。

　　3消弧線圈諧振接地方式時(shí)接地電流與傳在以上分析的基礎(chǔ)上，再以峽發(fā)電機(jī)組為例，討論消弧線圈串聯(lián)電阻諧振接地情況下的接地電流傳遞過電計(jì)算條件1接地電流1；條件2商壓系統(tǒng)接地短路時(shí)通過耦介電容傳遞到機(jī)端波零序電壓單相接地保護(hù)的動(dòng)作值5.

　　電機(jī)單相接地故障時(shí)故障電流與傳遞過電壓的等效電路。其中。消弧線圈電感，發(fā)屯機(jī)繞組每相對地電容1.81叩，發(fā)電機(jī)機(jī)端至主變！1器低。1繞組間每相對地電容0.萬中，1主變壓器高低壓繞組間的耦合電容0.00685；Uy發(fā)電機(jī)額定扣電。120力；7壓側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)的最大基波零序電壓，取為0.5X500j3=144.

　　34kY；U0高壓系統(tǒng)短路時(shí)通過電流流過電容的電流；流過消弧線圈，計(jì)算故障電流等效電路，計(jì)算傳遞過電化的等效電路如果忽略消弧線圈電阻，消弧線圈按諧振方式接地，則發(fā)電機(jī)對地阻抗為無窮大，當(dāng)高壓系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的傳遞過電壓，差不多全部加在發(fā)電機(jī)定繞組此傳遞過電玉將損壞定子絕緣，同時(shí)導(dǎo)致基波零序電壓接地保護(hù)必誤動(dòng)。在消弧線圈支路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮杩蓽p小傳遞過電壓。消弧線圈串聯(lián)電阻心后，并聯(lián)諧振的條件為部為零。

　　2.計(jì)算得到消弧線圈的感抗為及=526，串聯(lián)電阻值1=24，而此時(shí)比值隊(duì)=46.7.盡管傳遞過電壓限制在發(fā)電機(jī)對地電壓最大允許值內(nèi)般為發(fā)電機(jī)額定線電壓，但基波零序電壓保護(hù)其次按滿足條件驗(yàn)算條件計(jì)算得到消弧線圈的感抗為沿=446.5串聯(lián)電阻值及=19似此時(shí)接地屯流=9.35條件1也不能時(shí)滿足。如果適當(dāng)降低條件2，取基波零序電壓保護(hù)的靈敏度認(rèn)認(rèn)=10，再驗(yàn)算條件1.計(jì)算得到Az=505.Ri 8.，=4.67入。由以上種計(jì)算情況可以看出，串聯(lián)電阻后很難實(shí)現(xiàn)兩個(gè)條件同時(shí)滿足。

　　這樣做的依據(jù)在于小電阻的選取保證了限制傳遞過電壓在安全的范圍內(nèi)，而消弧線圈的補(bǔ)償作用使故障電流在安全接地電流的范圍內(nèi)，所以延時(shí)期間不會(huì)使飲心受到損傷，5傳遞過電壓引起的誤動(dòng)實(shí)例分析實(shí)例1998年5月29日20時(shí)58分3定子單相接地保護(hù)誤動(dòng)作進(jìn)行了分析。發(fā)電機(jī)額定容量為31額定電壓為20政，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，電容電流為2.25消弧線圈補(bǔ)償屯流為2.47.為過補(bǔ)償方式不妥。由于檢修人員在處理高廠變低壓側(cè)地，在發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)中出現(xiàn)傳遞過電壓，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)出現(xiàn)很高的位移電壓，次側(cè)值為。9，使3伙定子接地保護(hù)誤動(dòng)。

　　實(shí)例張家1發(fā)電廠1發(fā)電機(jī)2001年4月2216時(shí)58分定子接地保護(hù)誤動(dòng)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組掉閘，汽機(jī)主汽門關(guān)閉，鍋爐滅火。發(fā)電機(jī)額定容量為20，額定電壓為18隊(duì)，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈以過補(bǔ)償方式接地不妥。定子接地基波零序電壓保護(hù)整定值為1沉，延時(shí)48動(dòng)作。在發(fā)電機(jī)掉閘十多分鐘后，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)凝升泵電機(jī)處冒火，說明有接地現(xiàn)象。在檢查次設(shè)備無異常情況后，基本確定是由于高廠變低壓側(cè)接地后引起發(fā)電機(jī)零序電壓異常介高通過在廠貨低壓側(cè)選取兩個(gè)不同的接地點(diǎn)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)基波零序電壓由正常時(shí)的4.分別上，到13.1和13.7.，使基波；斤電保護(hù)誤動(dòng)作。

　　從以上兩個(gè)誤動(dòng)實(shí)例分析中應(yīng)注意的是從防止過電壓的角度來看，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式應(yīng)采取欠補(bǔ)償方式，而不應(yīng)采取過補(bǔ)償方式；不但主變高壓側(cè)接地由于零序電壓很高容易引起基波零序電壓定子接地保護(hù)誤動(dòng)，高廠變低壓側(cè)接地故障也能產(chǎn)生較高的傳遞過電壓使基波零療電壓保護(hù)誤動(dòng)。所以不容忽視簡單的基波零序屯壓保護(hù)延時(shí)動(dòng)作僅能防止主變高壓側(cè)或高廠變低壓側(cè)發(fā)生瞬間接地故階，定子接地保護(hù)誤動(dòng)。如發(fā)1長，間和永久性此種接地故障僅靠簡單延時(shí)動(dòng)作是不能防止誤動(dòng)的，應(yīng)使延，間與高壓側(cè)接地短路的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間相匹配，或利用主變高壓側(cè)和高廠變低壓側(cè)接地故障時(shí)產(chǎn)生的零序電壓作為發(fā)電機(jī)基波零序電壓接地保護(hù)的制動(dòng)量。這樣就需要在發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)中引入變壓器另側(cè)的輸入量，但從目前發(fā)變組微機(jī)保護(hù)多是裝設(shè)在±，保護(hù)屏上，所以在接地保護(hù)中引入相應(yīng)的變壓器輸入量并不困難，6結(jié)論為減小單相接地時(shí)的故障電流，大型水輪發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)應(yīng)經(jīng)消弧線圈接地，但同時(shí)也帶來了高壓側(cè)接地短路引起的傳遞過電壓過高的問。通過在消弧線圈中串聯(lián)小值電阻，可以限制傳遞過電壓，但通過耦合電容引起的傳遞過電壓對基波零序電壓接地保護(hù)的影響不容忽視，在選取電阻值，須校相互感，賚，揠過程中哞惠作，森，此愚鋪，麟滿惠壓祜壓接地保護(hù)的整定過程中應(yīng)考慮傳遞過電壓對其動(dòng)作可靠性的影響，通過延時(shí)和相鄰變壓器另側(cè)零序電卡作制動(dòng)。達(dá)到防止保護(hù)誤動(dòng)。

　　Nl要煥年。水輪發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式的商榷。中國電t，王維儉。主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用。北京中國電力出版社。1998.

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　　氣主設(shè)備繼電保櫨研究；王祥珩1940，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事電機(jī)分析和控制電機(jī)故障及保護(hù)；王居儉1930，男，教授，長期從事電氣主設(shè)備繼電保護(hù)的教學(xué)和科研工作。