浅谈大岗山水电站发电机定子接地保护

胡 畅，刘凤玲

(国电大渡河大岗山水力发电厂，四川 石棉 625409)

0 引言

大岗山水电站位于大渡河中游石棉县挖角乡境内，为大渡河干流水电规划的第14级电站，上距泸定县城约72 km，下距石棉县城约40 km，电站总装机容量2600 MW，安装4台650 MW水轮发电机组，在系统中担负调峰及调频，枯期担负峰腰荷，汛期主要担负基荷，是四川电力系统中骨干电站之一。

1 大岗山发电机定子基本概况

大岗山发电机定子主要由机座、铁芯和线圈组成，采用整圆现场叠装方式。定子机座内径为14640 mm，外径16340 mm，高3490 mm，质量约128 t;定子铁芯由硅钢片、通风槽片、定位筋、齿压板，穿心螺杆等零部件组装而成，其总高3300 mm，内径13450mm，外径14600 mm，总质量约437 t;定子线圈由绝缘导线绕制而成，均匀分布于铁芯内圆齿槽中，线棒为双层布置，为条式叠绕组，Y形连接，8支路并联，共1152根线棒。

2 大岗山水电站定子接地保护配置

大岗山水电站发电机保护采用的是南瑞继保生产的RCS-985GW系列大型水轮发电机成套保护装置，发电机保护采用双屏独立配置，发电机1号保护屏为由零序基波电压+3次谐波电压构成的100%定子接地保护;发电机2号保护屏为由外加20 Hz低频电源构成的注入式100%定子接地保护。定子接地保护注入式电源型号为RCS-985U。

2.1 基波零序电压定子接地保护

大岗山水电站RCS-985GW发电机保护装置零序电压采用发电机中性点零序电压，装置采用了频率跟踪、数字滤波及全周傅氏算法，使得零序电压对三次谐波的滤除比达100以上，保证了基波零序保护不受三次谐波的影响。

灵敏段基波零序电压告警不受机端零序电压、主变高压侧零序电压闭锁，其动作方程为

式中，Un0为发电机中性点零序电压，U0zd为零序电压定值。

灵敏段动作于跳闸时，还经主变高压侧零序电压闭锁，以防止区外故障时定子接地基波零序电压灵敏段误动，主变高压侧零序电压闭锁定值可进行整定。

高定值段基波零序电压保护，取中性点零序电压为动作量，动作方程为

式中，U0hzd为高定值，可单独投退。

2.2 三次谐波电压比率定子接地保护

大岗山水电站三次谐波电压比率判据只保护发电机中性点25%左右的定子接地，机端三次谐波电压取自开口三角形零序电压，中性点侧三次谐波电压取自发电机中性点TV。

式中，为中性点、机端三次谐波电压向量，kt为自动跟踪调整系数向量，ktre为三次谐波差动比率定值。上述判据在机组并网后且负荷电流大于0.2Ie(发电机额定电流)时自动投入，三次谐波电压差动判据动作于信号。

2.3 外加低频电源式发电机定子接地保护

大岗山水电站发电机保护2号保护屏采用注入式定子接地保护，其保护范围覆盖整个定子绕组，无保护死区，定子绕组各处具有相同的保护灵敏度，不受接地位置影响。外加低频电源式发电机定子接地保护如图1所示。

辅助电源装置(RCS-985U)将低频电压加在负载电阻Rn上，并通过接地变压器，将低频电压信号注入到发电机定子绕组对地的零序回路中。装置退出压板控制输出。带通滤波器通过20 Hz低频电压信号，防止50 Hz电压倒灌入电源。

图1 外加低频电源式发电机定子接地保护配置示意

3 结语

大岗山水电站定子接地保护的配置相对合理，可以保护100%的定子接地。但是在定值整定时，对于注入式定子接地保护，需要准确测定发电机及接地变参数，确定补偿电阻和补偿电抗定值，以对保护进行综合阻抗精确补偿。对于三次谐波电压保护，需要精确测量定子绕组、机端离相封闭母线、主变低压侧以及厂高变、励磁变对地电容。

［1］国家电力调度中心.发电机保护及自动装置.电力系统继电保护实用技术问答［M］.2版.北京:中国电力出版社，2000.

［2］侯有韬，张丽丽.外加电源式定子接地保护影响因素的分析［J］.继电器，2005，33(12):27-32.

［3］骆佳勇，李光耀.注入式定子接地保护在大型水电机组上的应用分析［J］.水电厂自动化，2012，33(4):21-25.

［4］肖勇，张林枝，赵静朴.注入式定子接地保护在向家坝水电站的应用与实践［J］.水力发电，2014，40(10):42-46.