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积石峡水电站外加20Hz定子接地保护应用研究探究 　　摘要：积石峡水电站现有WFB-801A型保护，设有外加交流20Hz电源定子接地保护和基波零序电压式定子接地保护：DGT-801型保护，设有零序电压式和三次谐波电压式定子接地保护。经过一段时间的运行发现，外加20Hz定子接地保护运行情况不可靠。文章分析了保护误动作的原因以及原理，提出了对未及时更换的机组保护误动的预防和应对措施。 关键词：20Hz定子接地；保护原理；零序电压；高定值 中图分类号：Q938 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）02-0141-03 积石峡水电站位于青海省循化县、民和县与甘肃省积石山县的三县交界处黄河干流上，厂内安装3台单机容量为340MW的水轮发电机组，总装机容重为1020MW，保证出力332.3MW，多年平均发电量33.63亿kWh。电站共有两条电压等级为330kV的出线接入官厅变电站，是国家“西部大开发”、实现“全国联网、西电东送、南北互供”的重要组成部分。电站于2005年正式开工兴建，2007年3月截流，2010年下半年首台机组发电，2010年底实现了3台机组全部投产发电。积石峡发变组保护A屏采用许继公司WFB-801A的发电机保护，B屏采用南自DGT-801的发电机保护，其中A屏采用外加20Hz低频交流电型定子接地保护。2010年8月13日21时24分，监控打出“积石峡2号机组电气事故2动作、积石峡2号机组A套外加20Hz定子接地、积石峡2号机组励磁调节器B套故障、积石峡2号机组水机保护事故停机回路动作、积石峡2号机组投入紧急停机电磁阀开出、积石峡2号机组发电机出口开关1动作、积石峡2号机组发电机出口开关2动作、积石峡2号机组跳灭磁开关线圈2回路动作、积石峡2号机组跳灭磁开关线圈1回路动作、积石峡2号机组转速J4大于102.5%（1#、2#转速装置）动作、积石峡2号机组转速J4大于115%（1#、2#转速装置）动作”信息。系统频率降至49.97Hz，系统电压降至351.77kV。监视2号机组事故停机正常。21时25分，汇报西北网调并申请1号机开机并网，21时41分，1号并网带250MW负荷。现地2号机组保护盘检查：DGT801C保护A盘出口信号红灯亮（发电机20Hz定子接地）。后分析原因发现，由于目前发电初期机组运行还不稳定，存在电源不稳定机组振动大等问题，易造成保护误动。 1 外加交流20Hz电源定子接地保护简介 发电机保护A屏中装设外加20Hz交流电源型定子单相接地保护，可以保护包括发电机中性点在内的整个定子绕组，保护灵敏度高，不受接地位置影响，保护无死区，可检测定子绝缘的缓慢老化，能满足发电机在自启动过程中对发电机接地故障提供保护，保护定值整定为高低两个定值，当测量电阻小于高定值时经延时t1动作于信号，低于低定值时经延时，且在发电机停机状态能起保护作用。 2 保护原理 外加交流20Hz电源发电机定子单相接地保护是在发电机定子回路对地之间外加一个交流20Hz电源，发电机正常运行时，20Hz电源回路几乎不产生电流，发生定子单相接地故障时对地绝缘被破坏，20Hz电源回路将产生电流。 Rg=n2×1/Re（I20/U20） 式中： Rg―所测接地电阻值 n―中性点接地变压器的综合变比 U20―保护装置测量到的20Hz电压 I20―保护装置测量到的20Hz电流 图1 外加20Hz电源定子接地保护接线图 当接地故障电阻计算值低于电阻的高整定值时保护发信号告警，当接地故障电阻计算值小于电阻的低整定值时保护动作于跳闸。保护另外设有工频零序过流定子接地保护作为外加交流20Hz电源发电机定子单相接地保护的补充。 应用中考虑了配电变压器漏阻抗及激磁阻抗的影响，提高接地电阻计算精度，同时设置电缆回路异常告警功能，提高保护可靠性。 3 保护原理图及逻辑图 图2 基波零序电流保护（或基波零序电压保护）和20Hz定子接地低定值段，一起作为保护的快速一段，严重故障时，较快速地动作于跳闸，多套保护可相互补充配合。20Hz定子接地高定值段作为高灵敏段（或信号二段），接地高定值应综合考虑保护性能要求和装置实际精度后确定为好，保护延时动作于信号。 4 基波零序电压保护定值 基波零序动作电压低值整定范围：1～50V，误差不超过±2.5%或±0.05V。 基波零序动作电压高值整定范围：1～50V，误差不超过±2.5%或±0.05V。 基波零序高值动作延时整定范围：0.1～100s。 基波零序低值动作延时整定范围：0.1～100s。 并网前谐波比系数（机端/中性点）整定范围：0.5～10，误差不超过±5%。