水輪發電機定子單相接地故障定位新方法

賈文超，黃少鋒

（華北電力大學 新能源電力系統國家重點實驗室，河北 保定 071003）

0 引言

大型水輪發電機多采用多分支結構，發電機對地分布電容較大，定子繞組單相接地故障可能造成定子鐵芯灼傷或發展成更嚴重的故障［1-2］。目前主要的保護原理有基波零序電壓保護［3-4］、3次諧波電壓保護［5］和注入式定子單相接地保護［6-8］。上述保護原理成熟，在現場得到了廣泛應用，但均沒有故障定位功能。實現大型水輪發電機定子單相接地故障定位能擴展目前保護的功能，為故障快速檢修提供參考。

基波零序電壓幅值受中性點接地方式和接地點過渡電阻的影響較大，僅利用零序電壓幅值不能實現準確的故障定位。文獻［9-10］利用行波信號實現定子單相接地故障定位，但行波信號測量困難，且受故障時刻和故障點過渡電阻影響較大。文獻［11］首先利用注入信號計算接地電阻，再根據零序電壓幅值計算故障點位置。該方法需要注入式定子接地保護，應用范圍受限，且接地電阻的計算誤差受配電變壓器參數的影響。文獻［12］提出一種不依賴注入信號的定子單相接地故障定位方法，利用機端三相電壓大小與過渡電阻有關的特征，通過最高相與次高相電壓的平方差和最高相與故障相電壓的平方差比值計算過渡電阻。文獻［13-14］利用計算繞組合成電勢的相位尋找故障位置，該方法仍然利用了注入式定子接地保護，應用范圍受限，且水輪發電機每極每相槽數一般為分數，即繞組合成電勢的相位角與故障位置不存在唯一對應關系，所以不適用于水輪發電機。……