发电机定子单相接地故障

    定子绕组的单相接地（定子绕组与铁芯间的绝缘破坏）是发电机最常见的一种故障，定子故障接地电流超过一定值就可能造成发电机定子铁芯烧坏，而且发电机单相接地故障往往是相间或匝间短路的先兆，大型发电机在系统中的地位重要，铁芯制造工艺复杂、造价昂贵、检修困难，所以对于大型发电机的定子接地电流大小和保护性能提出了严格的要求。

    在我国，为了确保大型发电机的安全，不使单相接地故障发展成相间故障或匝间短路，使单相接地故障处不产生电弧或者使接地电弧瞬间熄灭，这个不产生电弧的最大接地电流被定义为发电机单相接地的安全电流。其值与发电机额定电压有关，18kV及以上发电机接地电流允许值为1A。

    发电机的中性点接地方式与定子接地保护的构成密切相关，同时中性点接地方式与单相接地故障电流、定子绕组过电压等问题有关。大型发电机中性点接地方式和定子接地保护应该满足三个基本要求，即：

    (1)故障点电流不应超过安全电流，否则保护应动作于跳闸。

    (2)保护动作区覆盖整个定子绕组，有100%保护区，保护区内任一点接地故障应有足够高的灵敏度。

    (3)暂态过电压数值较小，不威胁发电机的安全运行。

    大型发电机中性点采用何种接地方式，国内一直存在着是采用消弧线圈还是采用高阻接地争议。建议采用消弧线圈接地者，认为可以将接地电流限制在安全接地电流以下，熄灭电弧防止故障发展，从而可以争取时间使发电机负荷平稳转移后停机，减小对电网的冲击。而实际上我国就曾有过发电机接地电流虽小于安全电流，长时间运行最终还是发展成相间短路的教训。

    中性点经配电变压器高阻接地方式是国际上与变压器接成单元的大中型发电机中性点最广泛采用的一种接地方式，设计发电机中性点经配电变压器接地，主要是为了降低发电机定子绕组的过电压（不超2.6倍的额定相电压），极大地减少发生谐振的可能性，保护发电机的绝缘不受损。但是发电机单相容量的增大，一般使三相定子绕组对地电容增加，相应的单相接地电容电流也增大。另外，发电机中性点经配电变压器高阻接地必然导致单相接地故障电流的增大，其数值美国、日本、法国、瑞士等国以控制在15A以下为标准，这些国家认为在此电流下持续5～10min，定子铁芯只受轻微损伤。为保证大型发电机的安全，中性点经配电变压器高阻接地的600MW机组必须使定子接地保护动作于发电机故障停机。

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