西柏坡電廠2A排接地致定子接地報(bào)警分析報(bào)告

1、 2A排粉機(jī)接地致發(fā)電機(jī)3U0定子接地告警動(dòng)作事件分析1、 事件經(jīng)過(guò) 4月7日15時(shí)0分8秒844，#2機(jī)組有功功率為211.25MW，無(wú)功功率為8.99Mvar。2A排粉機(jī)合閘啟動(dòng)，隨后6kV2A段母線小電流接地檢查裝置發(fā)“L001路接地”報(bào)警。15時(shí)0分9秒344，#2機(jī)發(fā)變組A、B套保護(hù)裝置的CPUA和CPUB的“發(fā)電機(jī)3U0定子接地（低值）動(dòng)作”。15時(shí)02分56秒995，運(yùn)行人員手動(dòng)跳開(kāi)2A排粉機(jī)，隨后#2機(jī)發(fā)變組A、B套保護(hù)裝置的“發(fā)電機(jī)3U0定子接地（低值）動(dòng)作”信號(hào)返回。2、 原因分析 （一）“發(fā)電機(jī)3U0定子接地（低值）動(dòng)作”告警原因分析 圖1 #2機(jī)故障錄波器“定子接地”啟

2、動(dòng)錄播 圖2 #2機(jī)正常運(yùn)行時(shí)手動(dòng)啟動(dòng)錄播 圖3 #2發(fā)變組保護(hù)A柜CPUA錄波文件 圖4 #2發(fā)變組保護(hù)B柜CPUB錄波文件 圖1 為 #2機(jī)故障錄波器“定子接地”啟動(dòng)錄播波形。 圖2 為4月12日14:55:07時(shí)，#2機(jī)正常運(yùn)行時(shí)手動(dòng)啟動(dòng)錄播，發(fā)電機(jī)有功功率為222.53MW，無(wú)功功率4.88Mvar。 圖3為#2機(jī)發(fā)變組保護(hù)A柜“發(fā)電機(jī)3U0定子接地（低定值）”告警時(shí)，CPUA的錄播波形。 圖4為#2機(jī)發(fā)變組保護(hù)B柜“發(fā)電機(jī)3U0定子接地（低定值）”告警時(shí)，CPUB的錄播波形。 #2機(jī)發(fā)變組保護(hù)“發(fā)電機(jī)3U0定子接地（低值）”保護(hù)的定值為5V，時(shí)間為0.5S。#2機(jī)故障錄波器波形顯示，

3、發(fā)變組定子接地告警前，發(fā)電機(jī)機(jī)端3U0電壓為5.29V，A相電壓為55.49V，B相電壓為58.87V，C相電壓為54.67V。#2機(jī)發(fā)變組保護(hù)A柜CPUA錄波波形顯示發(fā)電機(jī)機(jī)端3U0電壓為5.214V（CPUB錄播波形與CPUA基本相同），發(fā)變組保護(hù)B柜CPUB錄波波形顯示發(fā)電機(jī)機(jī)端3U0電壓為5.21V（CPUA錄播波形與CPUB基本相同）。由三套不同的繼電保護(hù)裝置采樣3U0值均大于5V，由此可得#2機(jī)發(fā)變組保護(hù)裝置“發(fā)電機(jī)3U0定子接地（低值）”告警正確動(dòng)作。 （二）發(fā)電機(jī)機(jī)端3U0電壓是如何產(chǎn)生的1、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)三相對(duì)地等值電容是由發(fā)電機(jī)、主變壓器、高廠變、封閉母線、電壓互感器等設(shè)備經(jīng)絕

4、緣部件對(duì)地形成的電容。圖5 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)對(duì)地等值電容示意圖C1 發(fā)電機(jī)定子線圈對(duì)地(鐵芯)等值電容 C2 發(fā)電機(jī)封閉母線對(duì)地等值電容 C3 高壓廠用變壓器低壓I線圈對(duì)地(鐵芯)等值電容 C4 高壓廠用變壓器高壓線圈對(duì)低壓I線圈等值電容 C5 高壓廠用變壓器高壓線圈對(duì)低壓II線圈等值電容 C6 高壓廠用變壓器低壓II線圈對(duì)地(鐵芯)等值電容 C7 高壓廠用變壓器高壓線圈對(duì)地(鐵芯)等值電容 C8 主變壓器低壓線圈對(duì)地(鐵芯)等值電容 C9 主變壓器高壓線圈對(duì)低壓線圈等值電容 C10 主變壓器高壓線圈對(duì)地(鐵芯)等值電容 注：發(fā)電機(jī)電壓互感器(甲乙丙PT)對(duì)地電容量很小,忽略不計(jì)。 從圖5中可以看出

5、：正常運(yùn)行時(shí)高廠變高壓繞組每相對(duì)地等值電容為 C=(C3+C4)/(C5+C6)/C7當(dāng)高廠變低壓I側(cè)單相接地時(shí),相當(dāng)于電容C3被短路,高壓廠用變壓器故障相對(duì)地電容為 C=C4/(C5+C6)/C7其它兩相對(duì)地電容仍為 C=(C3+C4)/(C5+C6)/C7 如果有實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，則可以得出高壓廠用變壓器低壓I單相接地后使發(fā)電機(jī)三相對(duì)地電容嚴(yán)重不平衡，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)三相對(duì)地電壓不平衡，基波零序電壓升高。 通過(guò)以上分析可以看出，當(dāng)高壓廠用電系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，雖然發(fā)電機(jī)為不直接接地系統(tǒng),零序電流沒(méi)有直接的通路,但零序電壓通過(guò)對(duì)地電容和變壓器線圈耦合電容仍然能夠傳遞到發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，會(huì)使發(fā)電機(jī)三相對(duì)地電容不

6、平衡，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)三相電壓不平衡，基波零序電壓升高，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，因此在對(duì)發(fā)電機(jī)基波零序電壓保護(hù)進(jìn)行整定時(shí)應(yīng)考慮這一情況。2、廠用高壓段基波零序電壓傳遞到發(fā)電機(jī)端的理論計(jì)算高廠變低壓側(cè)單相接地故障時(shí),通過(guò)畫(huà)向量圖可以得出，該系統(tǒng)的最大零序電壓Ul0為100V。如果發(fā)生的是非金屬性短路，則零序電壓Ul0小于100V。高廠變?yōu)?接線,計(jì)算按圖6進(jìn)行,圖6/型變壓器零序電壓耦合至機(jī)端側(cè)圖中：Zn為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)外接對(duì)地阻抗，接地經(jīng)接地變時(shí)，Zn為接地變電阻。 3Cg應(yīng)包含發(fā)電機(jī)機(jī)端外接元件(升壓變低壓繞組、高廠變和電壓互感器的高壓繞組、分相封閉母線、電壓互感等)對(duì)地電容。為高廠變的高、低壓繞組間每相耦

7、合電容為(應(yīng)采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù))。 UL0為6kV母線小接地系統(tǒng)零序電壓。為傳遞到發(fā)電機(jī)機(jī)端的零序電壓。 由此模型可計(jì)算出傳遞到發(fā)電機(jī)機(jī)端的零序電壓。3、 應(yīng)對(duì)措施 采用具有制動(dòng)作用的定子基波零序電壓接地保護(hù)是最佳的方法，其動(dòng)作特性如下：: 式中為高壓廠用電系統(tǒng)單相接地時(shí)的基波零序電壓(有名值)，為保護(hù)門(mén)坎電壓，為發(fā)電機(jī)機(jī)端TV變比;Kres為制動(dòng)系數(shù),Kres=1.21.3， B為傳遞過(guò)電壓系數(shù)。當(dāng)高廠變?yōu)?接線時(shí)制動(dòng)特性的基波零序電壓保護(hù)動(dòng)作特性為當(dāng)發(fā)電機(jī)單相接地故障時(shí),30，0,只要滿足上式保護(hù)即可動(dòng)作。當(dāng)外部系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，很大，此時(shí)3B，設(shè)置制動(dòng)系數(shù)Kres,，使上式不滿足，即可防止保

8、護(hù)誤動(dòng)。四、結(jié)論1、高壓廠用電系統(tǒng)單相接地時(shí)，會(huì)使發(fā)電機(jī)三相對(duì)地電容值不相等，零序電壓通過(guò)對(duì)地電容和變壓器線圈耦合電容,傳遞到發(fā)電機(jī)系統(tǒng)使發(fā)電機(jī)三相對(duì)地電容不平衡，進(jìn)而使發(fā)電機(jī)三相電壓不平衡，基波零序電壓升高，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)3U0定子接地（低定值）保護(hù)誤動(dòng)作。2、通過(guò)圖2可以看出，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)機(jī)端二次開(kāi)口角U0存在2V的不平衡電壓，增加了發(fā)電機(jī)3U0定子接地（低定值）保護(hù)報(bào)警的可能。3、較低的零序電壓保護(hù)動(dòng)作值，一方面提高了保護(hù)的保護(hù)范圍，增加了保護(hù)的靈敏度性，另一方面也增加了保護(hù)誤動(dòng)的可能性。 4、為了保證零序電壓保護(hù)在廠用高壓段發(fā)生接地故障時(shí)不誤動(dòng)，最可行的辦法就是采用具有制動(dòng)特性的基波零序電壓保護(hù)作為發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)。5、6kV