发电机定子绕组内部故障保护方案的动模试验比较

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1999年6月　　　　　　　

电　力　系　统　自　动　化

　　　　　　　第23卷　第11期

AutomationofElectricPowerSystems

发电机定子绕组内部故障保护方案的动模试验比较

沈全荣　郑玉平　朱振飞

(电力自动化研究院继电保护所　210003　南京))

摘　要　采用动模试验的方法,对大型发电机内部故障的保护方案进行了全面的试验,比较了大型

发电机可能采用的几种保护方案:完全纵差保护、不完全纵差保护、裂相差动保护、单元件横差保护,同时对作者提出的相电流比率制动横差保护、相电流比率制动纵向零序电压保护与单元件横差保护、纵向零序电压保护进行了比较试验。根据试验结果对各种保护方案优缺点进行了分析对比,并提出了大型发电机内部故障保护的几种可行方案。关键词　发电机　差动保护　匝间保护分类号　TM772

0　引言

当前,发电机内部故障计算对发电机保护的运行、整定、开发研制起着越来越重要的指导作用,对重大工程(如三峡水电站)的发电机选型、保护方案[1]的选择有重要的参考价值。根据已发表的一些发电机内部故障计算数据、结果,针对许多文章讨论提到的以及大家所熟悉的完全纵差保护、不完全纵差保护、单元件横差保护、裂相差动保护和纵向零序电压保护等方案,在动模机组上进行了试验比较:一是验证由发电机内部故障计算得出的一些结论;二是寻求比较实用的新判据、新方案,以提高发电机内部匝间故障保护的灵敏度,完善发电机内部故障保护配置方案。

1　动模模型

1.1　发电机—变压器及系统接线图

动模试验的发电机—变压器及系统接线图如图1所示。

1.2　参数

被试验的模拟发电机为双Y叠绕组、三对极凸极发电机,额定容量为30kVA,机端额定电压为400V,额定电流为43.2A,机端、中性点电流互感器(TA)的变比均为30∶5,横差TA的变比为10∶5,故发电机机端二次额定电流为Ie=7.22A,中性点侧每分支二次额定电流为Ie1=3.61A。变压器为YN,d11三相变压器组,额定容量为45kVA。1.3　故障点K说明

动模试验时发电机内部设置了发电机故障点K,符号定义如下:A11,A12,A13,A14,A15分别为发电机A相第1分支离中性点2.5%,5%,10%,20%,40%的抽头位置;A21,A22,A23,A24,A25分别为发电机A相第2分支离中性点2.5%,5%,10%,20%,40%的抽头位置;B11,B12,B13,B14,B15分别为发电机B相第1分支离中性点2.5%,5%,10%,20%,40%的抽头位置。

故障点设置选了几种典型的故障类型,如同相同分支匝间短路、同相不同分支匝间短路、不同相分支间短路、机端两相短路、机端三相短路等。

2　试验判据

动模试验时不但试验了几种常用保护方案,并对几种新方案进行了试验。

[2]

各种保护的定值整定按照整定导则所示方法进行,如完全纵差保护、不完全纵差保护和裂相差动保护定值均整定为0.1倍的额定电流,比率制动系数为0.3;横差保护、纵向零序电压保护的定值整定在保证区外故障、系统振荡时不误动时,区内故障能够灵敏动作。

图1　动模试验的发电机—变压器及系统接线图

Fig.1　Physicalmodelofageneratorinternalfaulttest

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