摘要：注入式定子接地保护被广泛应用于水轮发电机，其测量精度受多种因素限制。介绍某水电站水轮发电机外加电源注入式定子接地保护，阐述其基本原理和保护设计，并就一起低频干扰导致的保护告警异常事件进行分析，根据实际情况采取处理措施，从根本上消除了低频干扰时接地电阻测量精度的影响。

    水轮发电机定子单相接地故障若未能及时发现并切除而发展成极具破坏性的相间、匝间短路，则易造成巨大经济损失，所以大型水轮发电机装设100％定子接地保护尤为必要。某水电站安装4台600MW水轮发电机，其中性点采用接地变高电阻接地方式。为实现100％的高灵敏度定子接地保护，发电机配置了外加电源注人式定子接地保护。该保护在基建试运期间发生了异常告警。

    1 原理介绍
    1.1注入式接地保护的基本原理
    该水电站发变组采用国电南自DGT801 A型成套保护装置。其中，外加电源注入式定子接地保护（如图1所示）通过电源发生器向中性点接地变二次侧注人20Hz低频交流信号；经数字化处理后，根据采集的20 Hz接地电压认和20Hz接地电流IE计算出单相接地电阻Rg。因单相接地电阻可反映发电机定子绕组对地绝缘，故可通过监视单相接地电阻来灵敏且可靠地探测到定子回路接地故障。根据接地电阻判据，设置两段接地电阻定值，高定值段作用于延时发信报警，低定值段作用于延时跳闸停机。该保护的运行不受发电机运行工况的影响，可反映发电机10000的定子绕组接地。

    1.2基于平衡原理的保护设计
    为了限制暂态过电压，水轮发电机的接地变二次阻抗往往较小，影响了保护装置对接地电阻的测量精度，同时测量值也受到对地泄漏电流中可能出现的很大基波分量和迭加电源内阻的影响，使得常规注人式定子接地保护灵敏度降低，存在一定的死区。鉴于此，该水电站采用了基于平衡原理的注入式接地保护。如图2所示，将迭加电源E、交流滤波器F、平衡臂F1、接地变接地电阻Rn看作迭加电源电路。在未接入发电机及接地变前，调整平衡臂参数，使迭加电源电路的交流滤波器支路I1和平衡臂支路电流I2相等，迭加电源电路处于平衡状态。接入发电机后，无故障时，I1和I2在发电机对地电容的作用下会有小量差值I0；而发生接地故障时I。会有明显变化。由于迭加电源回路在接入发电机前已处于平衡状态，因此测量的电流变化反映的是发电机定子接地阻抗变化，并且测量的电流量中大部分为20 Hz电流分量，可利用电流测量值计算定子的接地导纳。给出了接地电阻的计算推导，计算公式不受定子对地电容变化的影响，接地电阻的计算将更为准确，大大提高了保护低频测量量的检测灵敏度。

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