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ABB 之定子接地保护在二滩水电站的应用 季 杰 等 ABB 之定子接地保护在二滩水电站的应用 季 杰 黄建琼 （二滩水力发电厂，四川 攀枝花 617000） 摘要：本文结合二滩水电站的运行实际，详细介绍了基波零序电压和外加电源注入式定 子接地保护的原理。对一次定子接地故障保护动作进行了分析，从三个不同的角度计算 了故障点的位置和故障点的接地电流，为查找故障点提供了依据。其分析定子接地故障 的方法具有一定的参考意义。 关键词：定子接地保护；基波零序电压；故障点；接地电流 0 引言 二滩水电站是川渝电网的主力调峰调频电厂，其总装机容量3300MW，主厂房安装6台单机容 量550MW混流式水轮发电机组，每台发电机通过3台容量214MVA 的单相变压器与550kV系统相 连，其主变压器接线方式为YNd11 ，发电机中性点接地方式为经变压器高阻抗接地。 发电机中性点采取高阻抗接地可以限制故障点的接地电流，但当接地电阻超过发电机三相对 地容抗的2倍时，其限制故障电流的作用就变得有限[1]。同时为了限制发电机暂态过电压不超过 2.6倍额定相电压，理论上接地电阻一次值 应不大于发电机的三相对地容抗[2]。二滩水电站为减 小单相接地电流而选用较大的 值 。发变组保护采用的是ABB公司生产的REG216型微机式发变组 保护装置，其100%定子接地保护由采用覆盖定子绕组95%的基波零序电压保护和用于检测发电机 星形点处故障的注入电压型接地保护共同构成。 本文首先阐述了利用基波零序电压构成的发电机定子绕组单相接地保护和外加12.5Hz交流电 源的定子接地保护的基本原理，然后通过分析两种定子接地保护的配合关系，结合一次定子接地 保护动作过程和录波数据进行分析，验证保护装置的可靠性与正确性。同时对运行维护中遇到的 一些问题及检修经验进行了总结。 1 基本原理 1.1 利用基波零序电压构成的发电机定子绕组单相接地保护 忽略发电机外部对地电容，接地变压器二次电阻归算到一次值为 ，各相对地电容为 ，机端 线电压为 ,发电机在距中性点 （为故障点到中性点的匝数与单相单分支绕组总匝数的比值）处 经过渡电阻 接地的零序等效网络如图1所示。 图 1 定子绕组单相经过渡电阻接地零序等效网络 1 全国水电厂自动化技术 2011 学术交流研讨会论文集 故障点的接地电流： 3E 3 I 3I N （1） K 0 3R 3R ( jC )1 f N g 故障点的零序电压： E 3 U N （2 ） 0 13R / 3R (jC )1 f N g 结合二滩电厂实际参数，根据公式2利用MATLAB仿真软件模拟发电机出口处经不同过渡电 阻接地故障情况，仿真波形如图2 所示。可见基波零序电压随着过渡电阻的增大而减小。当 即发 电机金属性接地时，基波零序电压最大 ；当 即发电机正常运行时，基波零序电压为零。 图 2 零序电压与过渡电阻关系曲线 定子绕组单相金属性接地， 与 呈线性关系，如图3所示，图中 为零序电压定子接地保护动 作电压。 图 3 零序电压与机端电压的线性关系 二滩水电站发变组保护