外加电源式100%定子接地保护的研究

贺元康，杨楠，江国琪，赵鑫

（西北电网有限公司，陕西西安710048）

大型发电机组的故障约有60%是由发电机定子绕组单相接地故障引起。定子绕组对地电容大，机端附近发生接地故障时，故障点流过的电容电流会非常大，会引起弧光接地过电压，导致发电机其他部位的绝缘破坏，发展成更加严重的相间、匝间短路。因此，规程规定[1]：对于100 MW及以上的发电机，应该装设100%定子接地保护，特别是对于大型的发电机要求配置双重化定子接地保护，并且要求其中一套在机组启、停过程中仍起作用。

本文指出传统双频式100%定子接地保护存在的缺陷，提出了注入信号源与工作接地电阻串联方式的外加电源式100%定子接地保护，并用Matlab建立模型进行仿真分析，检验其科学性和合理性。

1 传统双频式100%定子接地保护的配置

目前，大型发电机均配置了由基波电压和三次谐波电压构成的双频式定子接地保护。

基波零序电压定子接地保护按躲过正常运行时发电机中性点的最大不平衡电压整定。在中性点附近有死区，死区部分配置了三次谐波电压定子接地保护。该保护利用正常运行时，中性点与绕组首端三次谐波电压之比大于1，而在距离中性点小于50%绕组处发生接地故障时该比值小于1的特点来构成故障判据的。

当发电机运行方式或工作状态发生改变时，尤其是某些发电机故障解列或经检修后发电机并网时，发电机机端和中性点的三次谐波电压比值会发生明显变化，可能使动作判据失效，引起三次谐波保护误动。……