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华北电力大学（北京） 硕士学位论文发电机注入式转子接地保护的研究 姓名：李宾 申请学位级别：硕士 专业：电力系统及其自动化 指导教师：黄少锋屠黎明华北电力大学硕士学位论文 摘 要 转子一点接地故障是发电机常见的故障之一。转子一点接地不会对发电机造成很大危害，但如相继发生第二点接地故障，则将严重威胁发电机的安全。因此从安全的角度 出发，必须在发电机中配置转子一点接地保护。注入式接地保护是一种具有很好应用前景的新型保护，目前应用最多的是方波注入式保护和直流注入式保护。叠加方波电压式保护代表了注入式转子一点接地保护的发展方向。本文剖析了西门子的保护装置，充分分析了叠加方波电压式转子接地保护的特性，提出了方波注入式接地保护装置软件和硬件的设计方案，并且针对目前西门予保护装置的一些局限性提出了改进方案。对直流注入式接地保护的特性也做了分析，提出了考虑励磁电压变化的高精度转子接地电阻计算的改进方案。开发出了ＣＰＵ保护插件，在测试中取得了很好的效果。关键词：发电机；转子绕组；一点接地保护；方波注入；直流注入 ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｏｎｅ ｐｏｉｎｔ ｒｏｔｏｒ ｅａｒｔｈ－ｆａｕｌｔ ｉｓ ｏｎｅ ｔｈｅ ｃｏＢｌｎｌｏｎ ｆａｕｌｔｓ ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ．Ｉｔ ｃｏｕｌｄｎ’ｔ ｂｒｉｎｇｓｅｒｉｏｕｓ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｐｏｉｎｔ ｅａｒｔｈ—ｆａｕｋ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｔｈｒｅａｔｅｎ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ｓｏ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ ｏｎｅ ｐｏｉｎｔ ｅａｒｔｈ—ｆａｕｌｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｕｓｔ ｂｅ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｆｏｒｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗｉｍ ｉｎｊｅｃｆｉｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｃｈｅｍｅ ｉＳ ａ ｎｅ％ｖ．ｓｔｙｌｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒｔｈｅ ｏｎｅ口０ｉｎｔ ｒｏｔｏｒ ｅａｒｔｈ．ｆａｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｉｎｊｅｃｆｉｏｎ ｓｑｕａｒｅ ｗａｖｅｖｏｌｔａｇｅ ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｄｃ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｃｈｅｍｅ ａｌｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｍｏｓｔｌｙ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ．Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｉｎｊｅｅｔｉｏｎ ｓｑＲａｒｅ ｗａｖｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｃｈｅｍｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｓｑｕａｒｅ ｗａｖｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ Ｓｉｅｍｅｎｓ，ａｎｄ ｂｒｉｎｇｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄｈａｒｄｗａｒｅ ｏｆ ｉｎｊｃｏｔｉｎｇ ｓｑｕａｒｅ ｗａｖｅ ＶＯｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｂｒｉｎｇｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｓｃｈｅｍｅ ｉｎｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ Ｓｉｅｍｅｎｓ．Ｔｈｉｓ Ｐａｐｅｌ”ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｂｒｉｎｇｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｔｈａｔ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅ ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｇｒｏｕｎｄ ｒｅｓｉｓｔｏｒ．Ｔｈｅ ＣＰＵ ｐｈ培ｉｎ ｕｎｉｔ ｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｈａｓ ｂｅｅｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ，ａｎｄ ｇｃｔｓ ｐｅｒｆｅｃｔ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｔｅｓｔ． Ｌｉ Ｂｉｎ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ） Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｂｙ ｐｒｏｆ．Ｈｕａｎｇ Ｓｈａｏｆｅｎｇ ａｎｄ Ｓｅｎｉｏｒ Ｅｎｇ．Ｔｕ ＬｉｍｉｎｇＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｒｏｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇ；ｏｎｅ ｐｏｉｎｔ ｅａｒｔｈ—ｆａｕｌｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｑｕａｒｅｗａｖｅ ｖｏｌｔａｇｅ；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ 声 明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《发电机注入式转子接地保护的研究》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文