0 引言随着近年来我国发电机组容量的不断增大，定子接地保护的必要性日益突出。故而装设 100% 定子接地保护能够高效减小定子绕组内部严重故障的产生。目前国内应用较多的定子接地保护有基波零序电压保护、三次谐波电压保护以及双频式 100% 定子保护。另外，针对高阻接地方式的发电机，注入式定子接地保护也得到越来越多的运用。

　　1 定子接地保护的要求大功率发电机是电厂的核心部分，造价高，修理时间长，导致全厂大范围、长时间停电。因此，必须对大容量发电机装设双套不一样原理的高灵敏度 100% 定子接地保护。根据规程规定，发电机出现接地故障，电容电流大于安全电流江苏康明斯发电机，保护需动作于跳闸 ；小于可动作于信号，现场运行人员应尽快检修问题，解除隐患，以保障机组安全稳定运行，或实现平稳停机。根据运行经验，发电机在中性点附近也可能发生接地故障，因此定子接地保护需在中性点处有灵敏度，且保证定子绕组任一点经过渡电阻接地时，保护均能可靠动作，以避免故障的扩大化。

　　2 定子接地保护的种类2.1 基波零序电压定子接地保护当发电机定子绕组A相距中性点α处产生单相接地时，故障点处作为零序源，装置中零序电压随测量点到大地间的阻抗大小变化。机端的零序电压为： ( )1a a U E α = ?， b b a U E E α = ?，c c a U E E α = ? 。

　　可见 A 相发生接地损坏时零序电压为0+ +=3a b c a U U U U E α = ?。根据故障点零序电压与 α 成正比的特性构成定子接地保护。基波零序电压可取机端 PT 开口三角侧或中性点单相 PT。该保护主要用于发变组接线方式，但仅能保护发电机定子绕组的 85% 以上。

　　基波电压定值应躲过正常运行时的最大不平衡基波电压。通常取 5~15V 。即0 0max dz rel U K U = ?rel K为可靠系数，取 1.2 ～ 1.3 ； 0max U是发电机正常运行时的最大不平衡电压，需实测。

　　定值需校核是否躲过系统接地故障时发电机变压器高低压绕组间的耦合电压，否则延时需与高压系统接地备用延时配合整定。

　　2.2 三次谐波电压定子接地保护发电机正常运行时，无论是不接地方式还是经消弧线圈接地，中性点处的三次谐波电压3 n U总是大于机端三次谐波电压3 t U。当定子绕组发生单相接地损坏时，机端和中性点处的三次谐波电压随损坏点 α 按下图中曲线变化。利用此变化规律构成了发电机三次谐波电压定子接地保护。

　　2.3 双频式定子接地保护双频式定子接地保护由基波零序电压和三次谐波电压定子接地保护构造，前者保护定子绕组靠机端 85％～ 90％ ；后者保护发电机中性点向机内 15%~20% 左右。二者结合的双频式定子接地保护，可以实现 100％的定子接地保护，且有部分重合区。目前国内外大多数大功率发电厂至少有一套保护采用了该保护原理的系统。外加低频电源式定子接地保护是在发电机定子绕组装置中注入幅值约为发电机额定电压 1%~3% 的低频电源。发电机接地损坏后，绝缘破坏，发电机定子绕组对地阻抗产生变化，此时电压信号会通过接地电阻出现电流，通过计算回路的过渡电阻值，判断保护是否动作，另外亦可将此接地电流作为电阻判据的备用保护，保护范围约 80%~90%。

　　该保护对信号源的要求很高，且需要增加附加装置，现场调试复杂。但其灵敏度与运转情形和接地位置无关，同时还可以反映发电机定子绕组绝缘下降，实时监视绝缘老化，具有广阔的运用前景。

　　接地电阻判据一般设两段，高定值段和低定值段。根据工程经验，通常接地电阻一次值可整定为 1~5kΩ。高定值段延时通常1~5s，告警 ；低定值段一般取 0.3~1.0s，跳闸停机。

　　为预防机组不必要的停机，跳闸段可增加接地电流闭锁判据，仅当接地电流超过安全电流时才允许发电机跳闸。

　　2.5 零序电流定子接地保护直接并网的中小型发电机接地时，电容电流超过安全允许值，利用该特征可结构零序电流型定子接地保护。当实时零序电流大于保护装置整定电流值时，保护快速跳闸，否则只发告警信号。该保护实现简单，但发电机中性点附近无灵敏度。

　　电流定值应躲过最大不平衡电流，且小于发电机允许的安全电流。延时可取 1~2s，以保证能够躲过外部接地故障时，暂态电容电流的影响。

　　2.6 定子接地行波保护定子接地行波保护对于多台发电机共用一条母线的接线方式，可实现选取性动作。利用接地瞬态故障点电压突变，将在电路中产生暂态波，波电流无法通过升压变，只通过同一母线上的发电机，因此流过发电机电流互感器的电流方向不一样，利用此特征可判定哪台发电机发生接地故障，实现保护选购性动作。但是，由于行波测量和判定困难，且理论解读欠缺，国内运用较少。

　　3 应用实例近年来很多大功率发电机都配置了双套不同原理的定子接地保护，一套采用双频式或基波零序电压机理，一套采用注入式100% 定子接地保护。还有一些大功率企业内直接连在母线上的发电机，利用零序电流实现定子接地保护。

　　4 结束语本文针对不一样原理的定子接地保护进行了具体的陈述以及整定计算，各电厂可根据保护原理、厂内接线，结合经济性和装配维护的特性选取相应的定子接地保护装置。