發(fā)電機(jī)3ω定子接地誤動(dòng)作故障分析

摘要：發(fā)電機(jī)單相接地，表面上看構(gòu)不成回路，但是由于帶電體與處于地電位的鐵芯間有電容存在，發(fā)生一相接地，接地點(diǎn)就會(huì)有電容電流流過，當(dāng)接地電流大于一定電流值時(shí)，就有燒壞鐵芯的危險(xiǎn)；發(fā)電機(jī)頻繁誤報(bào)定子接地保護(hù)動(dòng)作，影響專業(yè)人員正常判斷，存在極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵字：發(fā)電機(jī)；3ω定子接地保護(hù)；誤動(dòng)作

0 前言

該電廠為上游電廠反調(diào)節(jié)電廠，距上游電廠僅20公里，采用燈泡頭貫流式機(jī)組，單機(jī)容量為18MW，采用單元接線方式，發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置2012年后采用的是國電南自DGT801系列發(fā)變組綜合保護(hù)裝置，裝置由主保護(hù)和后備保護(hù)兩臺(tái)主機(jī)組成，運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)表明，該電廠發(fā)電機(jī)三次諧波定子接地保護(hù)在機(jī)組運(yùn)行時(shí)動(dòng)作次數(shù)較多。

1 保護(hù)原理

三次諧波定子接地保護(hù)，反應(yīng)發(fā)電機(jī)機(jī)端和中性點(diǎn)側(cè)三次諧波電壓的矢量關(guān)系（大小和相位），保護(hù)具有較高的靈敏度，具有較高的基波分量濾過比。

三次諧波電壓式定子接地保護(hù)范圍是：反映發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)向機(jī)內(nèi)20%左右定子繞組或機(jī)端附近定子繞組單相接地故障，與零序基波電壓式定子接地保護(hù)聯(lián)合構(gòu)成100%的定子接地保護(hù)。

三次諧波電壓式定子接地保護(hù)，按比較發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)及機(jī)端三次諧波電壓的大小和相位構(gòu)成。其交流接入回路如下圖1：

DGT801 保護(hù)裝置提供矢量比較式（大小和相位）接地保護(hù)和絕對(duì)值比較式接地保護(hù)2種原理的三次諧波定子接地保護(hù)。

（1）絕對(duì)值比較式接地保護(hù)動(dòng)作方程為：

∣K1U3t∣>K3U3n+ΔU

（2）矢量比較式定子接地保護(hù)動(dòng)作方程為：

∣K1U3t+ K2U3n∣>K3U3n

式中：K1、K2、K3分別為三次諧波式定子接地保護(hù)調(diào)整系數(shù)定值，ΔU為浮動(dòng)電壓門檻，U3t、U3n為發(fā)電機(jī)機(jī)端及中性點(diǎn)三次諧波電壓。

DGT801發(fā)電機(jī)組三次諧波定子接地保護(hù)裝置在調(diào)試階段，當(dāng)發(fā)電機(jī)空載或帶20%負(fù)荷時(shí)，通過自動(dòng)整定軟件確定K1、K2 （使動(dòng)作量為零或盡量?。⒆罱K寫入保護(hù)CPU 中，作為定子接地保護(hù)投入后程序判別的定值。

（3）三次諧波定子接地保護(hù)的邏輯框圖如下圖2：

2 原因分析

發(fā)電機(jī)組三次諧波定子接地保護(hù)機(jī)組運(yùn)行中的動(dòng)作告警主要有三類情況：

（1）機(jī)組相關(guān)的電氣設(shè)備無缺陷且運(yùn)行正常，三次諧波定子接地保護(hù)動(dòng)作告警；報(bào)文是：

發(fā)電機(jī)3ω（三次諧波）定子接地—并網(wǎng)前

這類告警#1—#4機(jī)組均多次發(fā)生，主要原因是待并網(wǎng)機(jī)組與系統(tǒng)功角變化有關(guān)。

（2）機(jī)組相關(guān)的電氣設(shè)備存在缺陷，三次諧波定子接地保護(hù)動(dòng)作告警，報(bào)文是：

發(fā)電機(jī)3ω（三次諧波）定子接地—并網(wǎng)后

這類告警在#3機(jī)組發(fā)生時(shí)，對(duì)機(jī)組相關(guān)的電氣設(shè)備檢查后發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行了處理；主要原因是機(jī)組的接地變壓器隔離刀閘位置不適導(dǎo)致接觸不良，從而引起中性點(diǎn)電壓互感器輸出值偏離正常運(yùn)行值有關(guān)。

（3）機(jī)組相關(guān)的電氣設(shè)備可能存在缺陷，主要原因未明；三次諧波定子接地保護(hù)動(dòng)作告警，報(bào)文是：

發(fā)電機(jī)3ω（三次諧波）定子接地—并網(wǎng)后

DGT801發(fā)電機(jī)組三次諧波定子接地保護(hù)裝置在運(yùn)行中受負(fù)荷變化時(shí)的影響較大，容易誤發(fā)動(dòng)作信號(hào)（目前國內(nèi)該保護(hù)均只投入告警）。無論何種情況告警，都需及時(shí)核查電氣設(shè)備的狀態(tài)是否正常，尤其是機(jī)組檢修完畢的第一次并網(wǎng)出現(xiàn)告警，首先檢查接地變壓器的設(shè)備。

3 處理情況

3.1保護(hù)裝置內(nèi)部K1、K2系數(shù)設(shè)置不合理。2016年1月23日，1號(hào)機(jī)組在空載狀態(tài)下，通過裝置重新整定K1、K2系數(shù)，誤告警信號(hào)頻次減小，但是未徹底消除；

3.2經(jīng)現(xiàn)場查看1（2）號(hào)機(jī)組報(bào)3ω定子接地誤告警信號(hào)機(jī)組狀態(tài)為：1號(hào)機(jī)在開機(jī)過程中，共10.5KV母線的另一臺(tái)機(jī)若在開機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，可能會(huì)出3ω定子接地誤告警信號(hào)。將此情況詢問南自廠家技術(shù)人員，廠家回復(fù)：保護(hù)裝置未配置雙機(jī)保護(hù)功能，即未考慮兩臺(tái)機(jī)共一段母線的情況。解決辦法：將另一臺(tái)機(jī)的斷路器位置接點(diǎn)引入本機(jī)保護(hù)裝置、對(duì)保護(hù)裝置配置雙機(jī)保護(hù)功能，并進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。

4 結(jié)束語

發(fā)電機(jī)三次諧波定子接地保護(hù)主要保護(hù)距發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)5%-15%左右范圍內(nèi)的定子繞組接地故障，當(dāng)告警信息頻繁誤報(bào)時(shí)，極大影響了專業(yè)人員的判斷，如果發(fā)電機(jī)真的發(fā)生單相接地故障，而專業(yè)人員又無法確認(rèn)采取措施時(shí)，其后果將會(huì)是非常嚴(yán)重的，因此現(xiàn)場專業(yè)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，保證三次諧波定子接地保護(hù)動(dòng)作的可靠性，避免發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)不能正確動(dòng)作而導(dǎo)致接地故障轉(zhuǎn)化為相間短路及匝間短路，擴(kuò)大故障范圍，造成重大損失。

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作者簡介：莫芳（1987.01-），女，湖南省常德，漢族，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科。研究方向：繼電保護(hù)。