西柏坡電廠2A排接地致定子接地報警分析報告

1、 2A排粉機接地致發(fā)電機3U0定子接地告警動作事件分析1、 事件經過 4月7日15時0分8秒844，#2機組有功功率為211.25MW，無功功率為8.99Mvar。2A排粉機合閘啟動，隨后6kV2A段母線小電流接地檢查裝置發(fā)“L001路接地”報警。15時0分9秒344，#2機發(fā)變組A、B套保護裝置的CPUA和CPUB的“發(fā)電機3U0定子接地（低值）動作”。15時02分56秒995，運行人員手動跳開2A排粉機，隨后#2機發(fā)變組A、B套保護裝置的“發(fā)電機3U0定子接地（低值）動作”信號返回。2、 原因分析 （一）“發(fā)電機3U0定子接地（低值）動作”告警原因分析 圖1 #2機故障錄波器“定子接地”啟

2、動錄播 圖2 #2機正常運行時手動啟動錄播 圖3 #2發(fā)變組保護A柜CPUA錄波文件 圖4 #2發(fā)變組保護B柜CPUB錄波文件 圖1 為 #2機故障錄波器“定子接地”啟動錄播波形。 圖2 為4月12日14:55:07時，#2機正常運行時手動啟動錄播，發(fā)電機有功功率為222.53MW，無功功率4.88Mvar。 圖3為#2機發(fā)變組保護A柜“發(fā)電機3U0定子接地（低定值）”告警時，CPUA的錄播波形。 圖4為#2機發(fā)變組保護B柜“發(fā)電機3U0定子接地（低定值）”告警時，CPUB的錄播波形。 #2機發(fā)變組保護“發(fā)電機3U0定子接地（低值）”保護的定值為5V，時間為0.5S。#2機故障錄波器波形顯示，

3、發(fā)變組定子接地告警前，發(fā)電機機端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機發(fā)變組保護A柜CPUA錄波波形顯示發(fā)電機機端3U0電壓為5.214V（CPUB錄播波形與CPUA基本相同），發(fā)變組保護B柜CPUB錄波波形顯示發(fā)電機機端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裝置采樣3U0值均大于5V，由此可得#2機發(fā)變組保護裝置“發(fā)電機3U0定子接地（低值）”告警正確動作。 （二）發(fā)電機機端3U0電壓是如何產生的1、發(fā)電機系統(tǒng)三相對地等值電容是由發(fā)電機、主變壓器、高廠變、封閉母線、電壓互感器等設備經絕

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

5、：正常運行時高廠變高壓繞組每相對地等值電容為 C=(C3+C4)/(C5+C6)/C7當高廠變低壓I側單相接地時,相當于電容C3被短路,高壓廠用變壓器故障相對地電容為 C=C4/(C5+C6)/C7其它兩相對地電容仍為 C=(C3+C4)/(C5+C6)/C7 如果有實測的數(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)電機三相對地電容嚴重不平衡，導致發(fā)電機三相對地電壓不平衡，基波零序電壓升高。 通過以上分析可以看出，當高壓廠用電系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，雖然發(fā)電機為不直接接地系統(tǒng),零序電流沒有直接的通路,但零序電壓通過對地電容和變壓器線圈耦合電容仍然能夠傳遞到發(fā)電機系統(tǒng)，會使發(fā)電機三相對地電容不

6、平衡，導致發(fā)電機三相電壓不平衡，基波零序電壓升高，會導致保護誤動，因此在對發(fā)電機基波零序電壓保護進行整定時應考慮這一情況。2、廠用高壓段基波零序電壓傳遞到發(fā)電機端的理論計算高廠變低壓側單相接地故障時,通過畫向量圖可以得出，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,計算按圖6進行,圖6/型變壓器零序電壓耦合至機端側圖中：Zn為發(fā)電機中性點外接對地阻抗，接地經接地變時，Zn為接地變電阻。 3Cg應包含發(fā)電機機端外接元件(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)對地電容。為高廠變的高、低壓繞組間每相耦

7、合電容為(應采用實測數(shù)據(jù))。 UL0為6kV母線小接地系統(tǒng)零序電壓。為傳遞到發(fā)電機機端的零序電壓。 由此模型可計算出傳遞到發(fā)電機機端的零序電壓。3、 應對措施 采用具有制動作用的定子基波零序電壓接地保護是最佳的方法，其動作特性如下：: 式中為高壓廠用電系統(tǒng)單相接地時的基波零序電壓(有名值)，為保護門坎電壓，為發(fā)電機機端TV變比;Kres為制動系數(shù),Kres=1.21.3， B為傳遞過電壓系數(shù)。當高廠變?yōu)?接線時制動特性的基波零序電壓保護動作特性為當發(fā)電機單相接地故障時,30，0,只要滿足上式保護即可動作。當外部系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，很大，此時3B，設置制動系數(shù)Kres,，使上式不滿足，即可防止保

8、護誤動。四、結論1、高壓廠用電系統(tǒng)單相接地時，會使發(fā)電機三相對地電容值不相等，零序電壓通過對地電容和變壓器線圈耦合電容,傳遞到發(fā)電機系統(tǒng)使發(fā)電機三相對地電容不平衡，進而使發(fā)電機三相電壓不平衡，基波零序電壓升高，導致發(fā)電機3U0定子接地（低定值）保護誤動作。2、通過圖2可以看出，在機組正常運行時，發(fā)電機機端二次開口角U0存在2V的不平衡電壓，增加了發(fā)電機3U0定子接地（低定值）保護報警的可能。3、較低的零序電壓保護動作值，一方面提高了保護的保護范圍，增加了保護的靈敏度性，另一方面也增加了保護誤動的可能性。 4、為了保證零序電壓保護在廠用高壓段發(fā)生接地故障時不誤動，最可行的辦法就是采用具有制動特性的基波零序電壓保護作為發(fā)電機定子接地保護。5、6kV