发电机定子故障保护出口拒动分析及改进

1　问题分析

　　某厂JD—12型发电机定子接地保护基于基波零序电压和零序3次谐波电压两部分。基波零序电压取自机端电压互感器TV1的开口三角(二次定值15 V/2.5 s)，3次谐波电压取自机端电压互感器TV1的开口三角和发电机中性点电压互感器TV4。为了避免机端电压互感器TV1高压侧单相及两相断线时，开口三角产生的电压引起定子接地保护误动，采用JBS—11断线闭锁继电器进行断线时闭锁。JBS—11断线闭锁继电器是采用比较接入该继电器的两组电压互感器TV1和TV2的电压矢量和的差值(即)的电压平衡继电器。据笔者现场实测，当时，JBS—11继电器动作。因此，要求接入该继电器的两组电压互感器的接线方式一致，不能如图1那样接法。这样，当一次系统发生任何故障时，两组电压互感器TV1和TV2测量到的电压相同，TV1和TV2的电压矢量和的差值为零或为很小的数值，JBS—11继电器不会动作，即不会误闭锁其它保护。

图1　实际有关电压互感器接线示意图
Fig.1　Connection of actual potential transformer

　　图1接线存在的问题是发电机定子发生接地故障且接地故障发生在靠近机端时，JBS—11断线闭锁继电器接入的来自电压互感器TV1的电压，而来自电压互感器TV2的电压，当大于JBS—11继电器的动作门坎值时，JBS—11断线闭锁继电器动作，发出断线闭锁信号，同时闭锁JD—12定子接地保护，使JD—12定子接地保护不能出口跳闸。
　　例如发电机定子首端A相金属性接地时，TV1测量电压为，开口三角测量到的零序电压，所以JD—12定子接地保护动作。TV2测量电压为,JBS—11继电器上承受电压为远大于JBS—11继电器的动作门坎值(43 V)，故JBS—11继电器动作，闭锁JD—12定子接地保护，即尽管JD—12定子接地保护动作，但仍不能出口跳闸。

2　改进方案

　　a.把JD—12定子接地保护的基波零序电压由取自机端电压互感器TV1的开口三角，改为取自发电机中性点电压互感器TV4。
　　b.把JD—12定子接地保护基波零序电压和零序3次谐波电压两部分出口分开。基波零序电压部分出口动作于跳闸，零序3次谐波电压部分出口动作于信号。
　　c.取消JBS—11断线闭锁继电器对JD—12定子接地保护的闭锁。
　　d.当发生接地故障时，由于机端电压互感器TV1开口三角测量到的零序电压和发电机中性点电压互感器TV4所测量到的电压不同，根据使用TV4二次线圈的不同((100/3) V或(100/3) V线圈)，需对定子接地保护定值作相应修改。

3　结语
目前，很多发电厂的零序电压型发电机定子接地保护设计有交流电压回路断相闭锁，但整个回路如配合不当，将会造成保护出口拒动，需认真考虑。
　　1998年8月，某电厂按本文所述方案对发电机定子接地保护进行了改进，然后进行了模拟试验，达到了预期目的。几个月来，发电机保护运行良好。