【摘 要】本文细述了发电机出现单相接地故障前后机端侧及中性点侧相电流变化量，提出一种基于故障电阻测量的选用性定子单相接地保护，通过计算各机组故障后的计算电阻，来判断单相接地点是否在本发电机定子绕组内部，实现100%定子单相接地保护。定子绕组对地（铁心）绝缘的损坏将引发单相接地损坏，这是定子绕组最常规的电气损坏。因为发电机中性点是不接地的或经高阻抗接地的，所以定子单相接地故障并不致使大的故障电流，相应的定子接地保护通常只发信号，经转移负载后平稳停机。目前很多研究运用在多台发电机机组并机运转故障时的故障机组的预判上时存在一定的不足，不能正确判断出故障机组。逐台机组去消除，不仅会增长损坏时间，还会引起很大经济损失。本文对现有的各种保护举措进行阐释，总述并联运转的发电机定子绕组单相接地故障致使的机端及中性点相电流变化特性，进行发电机定子单相接地保护方案设计，使用Matlab来实现接地保护算法，进行仿线 基于损坏电阻测量的选型性定子单相接地保护损坏发电机故障相相电流变化量大于非故障发电机相电流变化量和损坏发电机的非故障相相电流变化量。对于发电机定子单相接地损坏，相电流变化量会随发电机定子接地点位置不同而改变，且当发电机定子在靠近中性点附近出现单相接地时（即α趋于0时），相电流变化量基波分量数值很小（趋于0）。通过浅析发现，当发电机发生定子单相接地损坏时，损坏相相电流变化量大，而非故障发电机各相和非故障相相电流变化量较小，因此可以利用此区别损坏发电机。通过在线监测并持续计算并列运行的发电机中性点侧和机端侧的零序电压有效值。当大于电压整定值U0set时，判断装置发生接地故障，启动保护判定。启动判据为：因此在中性点附近产生定子单相接地时，α趋于0，零序电压也趋于0，此时保护不会启动，存在死区，因为设计时间有限，仅对零序电压保护起动判据进行解述和研究，故无法实现定子100%接地保护。对地计算电阻进行接地故障检查，采用发电机的对地计算电阻值与整定值比较，如果发电机对地计算电阻小于该发电机的整定值（Rf所以保护判据为：发电机计算电阻整定值按需要保护的最大高阻接地故障电阻值乘以一大于1的灵敏系数确定。当发电机产生定子单相接地故障时，损坏发电机故障相相电流变化量大，而非故障发电机各相和故障发电机非故障相相电流变化量较小，因此可以利用此区别损坏发电机。通过发电机的对地计算电阻值与整定值比较进行损坏机组的判定。采用EMTP仿真，以三台发电机并列运行为例。各项参数取值如下：各发电机额定电压均为13.8kV，各发电机每相对地电容分别为0.577μF、0.560μF、0.560μF，发电机外部系统每相总电容0.15μF。以发电机中性点不接地为例，根据损坏点位置（按照从机端到中性点侧的顺序，即α的取值分别为1.00、0.50、0.00三种定子绕组单相接地位置）、故障电阻Rf（低阻5？赘和高阻1000？赘）等不同状况，分别进行仿线定子单相接地损坏（C相）前后零序电压变化波形图，从图3到图5和图7到图9为发电机1定子绕组C相发生单相接地时，发电机1、2的计算电阻波形图。由于此时对于发电机2和3属于外部故障，为了简化浅谈的流程，只画出发电机1和2的测量电阻波形图。图10和图11为发电机外部装置发生接地故障时的波形图。Rf1为发电机1的计算电阻，Rf2为发电机2的计算电阻。2.1.1 定子绕组经低阻接地时仿线 定子绕组经高阻接地时仿线 发电机外部系统接地时仿线 仿线 结论本文提出一种新的有选型性的定子接地保护方案，即利用测量电阻法，比较各发电机的计算电阻而构成的定子单相接地保护原理。诠释了三台发电机供电系统在正常运转和定子接地损坏时相电流变化量的基波分量的大小，并提出了保护的启动判据和保护判据。通过讲述发现，故障发电机的计算电阻为一有限值（接近于接地电阻大小的值），而非损坏发电机的计算电阻为一很大的值，可以区分故障发电机，实现有选择性的定子单相接地保护，且易于工程实现。当定子单相接地故障产生在中性点附近时，零序电压趋于零，保护无法启动，保护存在死区；且低阻接地时，由于损坏相电压值很小，是保护判据存在死区。发电机外部系统接地故障时，对于三台发电机来说均属于外部故障，故此时三台发电机的计算电阻均为较大的值（相对于接地电阻来说），故该保护具有偏高的可靠性。[1]毕大强.大型柴油发电机定子绕组单相接地损坏及保护方法的探讨[D].北京：清华大学，2003：2-10.[2]王维俭.发电机发电机变压器继电保护运用[M].北京：中国电力出版社，1998：83-115.

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【电力行业相关知识解答】

柴油发电机组厂家常见问题分享：
系统振荡事故与短路事故有什么不同？
答：电力系统振荡和短路的主要区别是：
1、振荡时系统各点电压和电流值均作往复性摆动,而短路时电流、电压值是突变的。此外,振荡时电流、电压值的变化速度较慢,而短路时电流、电压值突然变化量很大。
2、振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变；而短路时,电流与电压之间的角度是基本不变的。3、振荡时系统三相是对称的；而短路时系统可能出现三相不对称。

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