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第七章发电机保护7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.1发电机定子绕组单相接地故障分析发电机定子绕组中性点接地方式一般采用中性点非直接接地方式，即小电流接地方式发电机定子绕组单相接地故障的危害弧光过电压危害绝缘故障可能发展为相间故障或匝间故障7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.1发电机定子绕组单相接地故障分析（一）零序电压分析假设A相在距离中性点处故障，则机端各相对地电压近似（忽略零序电容电流的压降）为故障时零序电压为可见：零序电压随故障点位置变化。机端接地时故障点零序电压最高，故障点越靠近中性点，零序电压越低。7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.1发电机定子绕组单相接地故障分析（二）零序电流分析中性点不接地发电机等值零序网络故障点零序电流7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.1发电机定子绕组单相接地故障分析（二）零序电流分析中性点经消弧线圈接地发电机等值零序网络故障点零序电流在大型发电机变压器组单元接线的情况下，由于总电容为定值，一般采用欠补偿运行方式，即补偿的感性电流小于接地容性电流，这样有利于减小电力变压器耦合电容传递的过电压。7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.2利用零序电压构成的单相接地保护零序电压获取方法1.机端电压互感器的开口三角输出2.中性点电压互感器二次输出3.中性点接地变二次输出7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.2利用零序电压构成的单相接地保护保护判据：零序电压获取中的不平衡输出1.互感器传变误差2.三次谐波3.由高压侧通过电容耦合的零序电压存在问题故障点靠近中性点时，保护灵敏度不足，无法动作7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.3利用三次谐波电压构成的定子绕组单相接地保护（一）发电机定子绕组三次谐波电压分析三次谐波的产生原因1.磁通分布不完全按正弦分布2.铁磁饱和影响3.三次谐波分量具有和零序相同的性质，其获取方法也与零序电压获取方法相同。7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.3利用三次谐波电压构成的定子绕组单相接地保护（一）发电机定子绕组三次谐波电压分析正常运行时定子绕组三次谐波分布中性点三次谐波电压机端三次谐波电压三次谐波电压比7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.3利用三次谐波电压构成的定子绕组单相接地保护（一）发电机定子绕组三次谐波电压分析单相接地时定子绕组三次谐波分布中性点三次谐波电压机端三次谐波电压三次谐波电压比7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.3利用三次谐波电压构成的定子绕组单相接地保护（一）发电机定子绕组三次谐波电压分析保护判据：保护范围：靠近中性点侧50%的定子绕组接地故障，可以可靠反映7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.3利用三次谐波电压构成的定子绕组单相接地保护（二）利用零序电压和三次谐波电压构成100%定子接地保护保护判据：7.3发电机定子绕组单相接地故障保护7.3.4利用零序电压和叠加电源构成的100％定子单相接地保护7.4发电机负序电流保护7.4.1负序电流对发电机的影响（三）负序电流和转子发热的关系设转子为绝热体，则不使转子过热的负序电流及其持续时间应具有如下关系A的取值与发电机容量及其冷却方式有关对某一给定的负序电流，则其持续时间与负序电流位于曲线下方时，可以保证转子不过热7.4发电机负序电流保护7.4.1负序电流对发电机的影响负序电流的危害1.定子绕组中的负序电流将在转子绕组中感应出100Hz的高频分量。该分量会在转子铁芯中产生涡流，导致转子发热2.负序气隙旋转磁场与转子电流之间以及正序气隙旋转磁场与定子负序电流之间所产生的100Hz交变电磁转矩，将同时作用在转子大轴和定子机座上，从而引起100Hz的振动，威胁发电机安全3.负序电流保护的作用4.防止发电机过热5.作为外部不对称故障的后备保护7.4发电机负序电流保护7.4.2定时限负序电流保护（一）通常采用两段式复序电流保护1.负序电流I段：动作于跳闸，防止转子过热兼作外部短路的后备保护2.负序电流II段：动作于信号，作为不对称过负荷信号7.4发电机负序电流保护7.4.2定时限负序电流保护（二）动作定值的确定负序电流II段定值（动作于信号）：Ø动作时间一般采用5~10S；Ø动作电流应考虑躲过负序电流滤过器的不平衡输出和发电机长期允许的负序电流值。7.4发电机负序电流保护7.4.2定时限负序电流保护（二）动作定值的确定负序电流I段定值：时间定值应保证外部短路时的选择性，逐级配合。启动电流一般给出一计算时间，通常取120S，此时电流定值应为（有名值）对表面冷却机组A=30~40，从而得到（标幺值）7.4发电机负序电流保护7.4.2定时限负序电流保护（三）定时限负序电流的缺点7.4发电机负序电流保护7.4.3反时限负序电流保护完整的反时限由三部分组成：上限定时限：负序电流大于上限定时限电流时，按上限定时限动作。下限定实限：负序电流低于下限定时限整定值，但不足以使反时限动作时，按下限定时限动作。7.4发电机负序电流保护7.4.3反时限负序电流保护反时限特性其中选取不同的ε，就构成不同的反时限特性曲线