大型水轮发电机定子单相接地故障定位研究

"本文主要探讨了大型水轮发电机在发生定子单相接地故障时的定位问题，提出了新的故障定位方法。通过对水轮发电机绕组基波电势的分布特征进行分析，研究了基波零序电压故障分量在故障定位中的作用。此方法结合基波零序电压的幅值和相位信息，可以提高故障定位的准确性，且不受中性点接地方式的影响。此外，该方法操作简便，仅需测量基波零序电压和相电压，无需额外设备，具有较高的实用价值。" 文章首先介绍了大型水轮发电机单相接地故障可能导致的严重后果，并概述了现有的保护原理，如基波零序电压保护、3次谐波电压保护和注入式定子单相接地保护，这些方法虽然普遍使用，但缺乏故障定位功能。现有的基于行波信号和注入信号的定位方法存在测量困难、误差大以及应用范围有限等问题。 针对这些问题，文章提出了一个新颖的定子单相接地故障定位方法。该方法基于水轮发电机绕组基波电势的分布特性，特别是当发生定子单相接地时，基波零序电压故障分量的相位会与过渡电阻和故障位置存在特定关系。通过分析这种关系，可以同时利用基波零序电压的幅值和相位信息来确定故障位置，从而提高定位的精确度。这种方法的优势在于，它适用于不同类型的中性点接地方式，并且只需使用常规的测量数据，无需额外的设备投入。 在瀑布沟600MW水轮发电机组上进行的案例分析验证了该方法的有效性。文章详细阐述了发电机A相接地故障的模型，并通过分析故障点到中性点的绕组基波合成电势（E(α)）与故障点位置（α）的关系，进一步说明了如何利用基波零序电压相位和幅值进行定位。仿真测试结果表明，该方法对于大型水轮发电机的定子单相接地故障定位具有较高的准确性和普适性。 这项研究为大型水轮发电机的故障诊断提供了新的思路，通过改进的基波零序电压分析技术，有望提升故障处理的效率，减少因故障导致的停机时间，保障电力系统的稳定运行。