淺談大崗山水電站發電機定子接地保護

胡 暢，劉鳳玲

(國電大渡河大崗山水力發電廠，四川 石棉 625409)

0 引言

大崗山水電站位于大渡河中游石棉縣挖角鄉境內，為大渡河干流水電規劃的第14級電站，上距瀘定縣城約72 km，下距石棉縣城約40 km，電站總裝機容量2600 MW，安裝4臺650 MW水輪發電機組，在系統中擔負調峰及調頻，枯期擔負峰腰荷，汛期主要擔負基荷，是四川電力系統中骨干電站之一。

1 大崗山發電機定子基本概況

大崗山發電機定子主要由機座、鐵芯和線圈組成，采用整圓現場疊裝方式。定子機座內徑為14640 mm，外徑16340 mm，高3490 mm，質量約128 t;定子鐵芯由硅鋼片、通風槽片、定位筋、齒壓板，穿心螺桿等零部件組裝而成，其總高3300 mm，內徑13450mm，外徑14600 mm，總質量約437 t;定子線圈由絕緣導線繞制而成，均勻分布于鐵芯內圓齒槽中，線棒為雙層布置，為條式疊繞組，Y形連接，8支路并聯，共1152根線棒。

2 大崗山水電站定子接地保護配置

大崗山水電站發電機保護采用的是南瑞繼保生產的RCS-985GW系列大型水輪發電機成套保護裝置，發電機保護采用雙屏獨立配置，發電機1號保護屏為由零序基波電壓+3次諧波電壓構成的100%定子接地保護;發電機2號保護屏為由外加20 Hz低頻電源構成的注入式100%定子接地保護。定子接地保護注入式電源型號為RCS-985U。

2.1 基波零序電壓定子接地保護

大崗山水電站RCS-985GW發電機保護裝置零序電壓采用發電機中性點零序電壓，裝置采用了頻率跟蹤、數字濾波及全周傅氏算法，使得零序電壓對三次諧波的濾除比達100以上，保證了基波零序保護不受三次諧波的影響。

靈敏段基波零序電壓告警不受機端零序電壓、主變高壓側零序電壓閉鎖，其動作方程為

式中，Un0為發電機中性點零序電壓，U0zd為零序電壓定值。

靈敏段動作于跳閘時，還經主變高壓側零序電壓閉鎖，以防止區外故障時定子接地基波零序電壓靈敏段誤動，主變高壓側零序電壓閉鎖定值可進行整定。

高定值段基波零序電壓保護，取中性點零序電壓為動作量，動作方程為

式中，U0hzd為高定值，可單獨投退。

2.2 三次諧波電壓比率定子接地保護

大崗山水電站三次諧波電壓比率判據只保護發電機中性點25%左右的定子接地，機端三次諧波電壓取自開口三角形零序電壓，中性點側三次諧波電壓取自發電機中性點TV。

式中，為中性點、機端三次諧波電壓向量，kt為自動跟蹤調整系數向量，ktre為三次諧波差動比率定值。上述判據在機組并網后且負荷電流大于0.2Ie(發電機額定電流)時自動投入，三次諧波電壓差動判據動作于信號。

2.3 外加低頻電源式發電機定子接地保護

大崗山水電站發電機保護2號保護屏采用注入式定子接地保護，其保護范圍覆蓋整個定子繞組，無保護死區，定子繞組各處具有相同的保護靈敏度，不受接地位置影響。外加低頻電源式發電機定子接地保護如圖1所示。

輔助電源裝置(RCS-985U)將低頻電壓加在負載電阻Rn上，并通過接地變壓器，將低頻電壓信號注入到發電機定子繞組對地的零序回路中。裝置退出壓板控制輸出。帶通濾波器通過20 Hz低頻電壓信號，防止50 Hz電壓倒灌入電源。

圖1 外加低頻電源式發電機定子接地保護配置示意

3 結語

大崗山水電站定子接地保護的配置相對合理，可以保護100%的定子接地。但是在定值整定時，對于注入式定子接地保護，需要準確測定發電機及接地變參數，確定補償電阻和補償電抗定值，以對保護進行綜合阻抗精確補償。對于三次諧波電壓保護，需要精確測量定子繞組、機端離相封閉母線、主變低壓側以及廠高變、勵磁變對地電容。

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