注入低频电源式定子接地保护调试方法探讨

材料，也难以完全消除磁场对采集回路的不利影响，所以低频电源装置一般需单独组屏，或者与A套保护装置一起组屏，但是A套保护装置只能使用常规定子接地保护，注入式定子接地保护使用在不受干扰的B套保护上，不允许低频电源装置与注入式定子接地保护元件同时组在同一块屏柜上。

3注入式定子接地保护调试

3.1采样值检查

保护测量单元的采样精度对保护的正确动作至关重要，需要预先进行采样值检查，确保必要的精度。

首先在RCS-985保护装置加入20Hz低频电流、电压进行采样值检查，检查小模拟量下采样值的精度是否满足要求。并在通入基波电压、电流检查采样值的同时，观察20Hz采样数据，检查装置的滤波效果，从而保证采集、计算模块的完好性，也是能得出正确试验结果的前提保证。由于实际运行时，电流值在几毫安左右，所以电流可通入1mA、5mA、10mA、1A等进行检查，电压可通入1V、5V、10V、100V等进行检查，并详细记录采样数据。

3.2 二次回路检查

二次回路的正确性十分重要，试验前要仔细进行检查核对。

1） 分压抽头检查：分压抽头的设置需按照发电机中性点可能的最高电压进行计算后设定。根据接地变参数计算可以得出，在发电机机端发生单相接地故障时中性点零序电压最高，中性点零序电压将上升为发电机单相电压值，则接地变二次侧将感应出690V的电压，此电压经分压电阻分压后可取抽头，为。检查分压抽头是否设置抽取，如不是，则根据实际工程需要变更分压抽头。RCS-985U可设置抽取、1，使得分压后的电压在100V左右。

2） 电缆检查：检查低频电源发生装置到负载电阻两端的电缆、从负载电阻两端返回到分压器的电缆、分压器到保护装置电缆、中间CT到保护装置电缆是否满足要求。必需使用截面积不低于4mm²的屏蔽电缆，有条件的最好使用外层带屏蔽网的航空电缆，使得电缆的电阻尽可能的小，有利于降低电缆电阻上的压降，减少电压损失。由于负载电阻阻值非常小，一般不超过1Ω，所以电缆的电阻不能被忽略，从精确度上考虑，分压器上的电压必需从负载电阻两端取回，不能在中途的端子箱取回，更不能图方便而直接在端子B10～A2上抽取。如图2所示：

3） 回路接地点检查：电压或者电流回路上必需有一个接地点，并且只能有一个接地点，不允许出现两点接地或多点接地的情况，防止多点接地引起电磁感应干扰。细致检查低频电源到负载电阻的电缆，负载电阻返回到分压器的电缆，以及分压器到保护装置的電缆，它们都是连接在一起的整个系统，只能有一个接地点，一般在负载电阻两端的任一端就地接地，其他任何地方不得再接地。中间CT电流电缆直接接到保护装置，电流电缆的N在保护装置端子排处经接地铜牌接地。

3.3 低频电源装置检查

经过此项测试后，详细记录测量数据，与理论值对比后可确保整个低频电源的硬件完好性，以及电压回路的正确性。

3.4 定值整定过程试验

1）试验准备：将主变、高厂变高压侧、励磁变高压侧、发电机机端所有PT、中性点PT及接地变等与发电机直接相连的所有相关设备都投入到工作时的状态，并合上中性点的接地隔离刀闸。因为发电机发生接地故障时的接地电阻与发电机直接相连的一次设备对地容抗是并联的关系，各设备对地电容的大小直接关系到保护装置所能测量到的接地电阻阻值范围，所以必须把这些设备都投入到工作时的状态，得到的试验数据才能更精确反应接地故障。由于受到一次设备对地电容大小的影响，导致保护能测量到的接地电阻值并不能从0到无穷大，而是有一个上限值，即使同一型号的发电机，能测到的上限电阻值也有可能不同。一般水轮机组对地电容大，其容抗小，能测量的接地电阻范围较小，而火电机组对地电容小，其容抗大，能测量的接地电阻范围较大。

4）短路阻抗补偿试验：投入“补偿试验状态投入”控制字，模拟发电机中性点对地短路，从发电机中性点接地刀闸处引出电缆与地网相接（同时需要合上中性点接地刀闸），直接将接地变压器一次绕组首端与地短接，此试验的目的是测量接地变压器的短路阻抗，RCS-985装置将在测得的阻抗数据中将此阻抗去除，然后得到发电机定子对地的实际接地阻抗，否则得到的将是发电机接地阻抗+接地变的阻抗。读取显示的测量电阻二次值，本机组为（41.6～42.4） Ω、测量电抗二次值（131～133.1） Ω，分別作为电阻补偿定值42、电抗补偿定值132，输入定值后下载到保护装置。补偿后显示的电阻值此时应该接近为零。然后退出“补偿试验状态投入”控制字。注意分别记录补偿前与补偿后的数据。同时还需读取此直接短路状态下的20Hz零序电压大小（0.374V），然后整定“电压回路监视定值”（0.374×0.5=0.19V），因可靠系数取0.4～0.6，本处取为0.5。因为在定子直接对地金属性短路的时候，回路上采集的电压即最小，所以需要记录此最小电压，才好整定“电压回路监视定值”。在以后的正常运行中，如果采集到的电压低于此定值，保护将会发出报警信号，监视电压回路出现的异常情况。

6）空载检验：在发电机空载，电压升到30%额定的时候进行模拟接地测试，目的是使发电机电压不会太高，避免有可能产生的高电压导致危险。测量并检验折算系数是否合适，看是否需要稍作更改。在此项试验过程中，如果试验用的接地电阻容量不是很大，在做模拟接地试验时不要一直把电阻盒接在发电机中性点，因不平衡电压的存在，发电机中性点会有几十伏的电压，会导致电阻发热烧坏。应使用对讲机进行联系，在保护装置处采集好数据后，立即断开模拟电阻，待下次试验时再模拟接地。同时需做好安全防范措施，穿符合绝缘规定的安全服装，使用绝缘棒进行接地模拟试验。

7）带电检验：发电机带负荷后，模拟接地试验，调整折算系数。由于发电机额定电压，考虑到试验的危险性，这项试验一般不要求做，如确需要进行这项试验，可考虑通过遥控断路器来进行模拟接地试验，试验方法同上。

4结语

鉴于注入式定子接地保护对现场调试方法，电缆选择，回路敷设等要求较高，本文根据实际工程使用实例，详细阐述了整个注入式定子接地保护调试过程及其试验步骤，同时对调试方法，定值的设定，测试数据正确性分析校验，保护硬件、软件各部分的功能等多方面进行了细致的分析描述。对注入式定子接地保护的使用，检修工作提供指导作用，便于现场应用工程师快速掌握注入式定子接地保护正确的试验方法。另外在此保护未来的使用过程中，如何尽可能提高低频电源的信号，如何减少回路受到的干扰，如何降低精度误差，以及是否可设计根据电压自调节式分压器以提高低频信号，估算公式的精准化研究，甚至是否有必要就地安装等方面工作还需加以深入研究探讨。

参 考 文 献

[1]  RCS-985注入式定子接地保护说明书. 南京南瑞继保电气有限公司.

[2]  岩滩发电公司300MW 发电机定子接地故障的多重化保护. 张琦雪

[3]  注入式定子接地保护在龙滩700MW水电机组上的应用. 陈佳胜，张琦雪等

[4]  电气主设备继电保护原理与应用. 王维俭. 中国电力出版社， 1998.

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