宋芳
伊犁河流域开发建设管理局 新疆 维吾尔自治区 835000
摘要：在目前的大型水电站基础设施系统中，水轮发电机属于非常关键的大型水利发电设施设备。大型水轮发电机具有比较复杂的发电装置系统组成结构特征，因此大型水电站的技术人员针对水轮发电机必须要严格实施继电保护措施。具体在实践中，水电站的管理技术人员需要明确大型水轮发电机的继电保护运行实现要点，结合水轮发电机的定子接地方式来进行发电机组继电保护模式的合理选择。
关键词：大型水轮发电机；定子接地方式；继电保护
大型水轮发电机组由于受到不同的定子接地方式影响，客观上导致了水轮发电机的运行使用功能存在差异性。近些年以来，很多地区都在致力于扩大开发水电资源的总体实施规模，因此就会涉及到广泛建设与使用大型水轮发电机。水轮发电机的定子接地方式将会直接决定发电机的装置运行故障产生概率，水轮发电机的机组管理负责人员应当正确认识不同定子接地方式给水轮发电机组安全运行带来的重要实践影响，运用科学的发电机组安全运行检修技术手段。
一、大型水轮发电机的定子接地方式
（一）经消弧线圈的定子接地方式
消弧线圈构成了水轮发电机必不可少的基础设施部件，经消弧线圈的发电机组定子接地保护技术手段可以充分保证水轮发电机的正常发电运行，对于降低定子接地运行故障具有明显的必要性[1]。在目前的现状下，经消弧线圈的大规模水电站定子接地运行实现方式占据较高的比例，而且表现为良好的定子接地安全性。消弧线圈主要连接于发电机装置的中性点，因此有效避免了单相接地的水轮发电机安全运行隐患产生。由此可见，经由消弧线圈来连接系统中性点的重要接地处理技术手段值得被推广运用[2]。
（二）经配电变压器的定子接地方式
经由配电变压器的定子接地安全保护方式能够达到较好的定子接地处理技术效果，对于接地处理过程中的技术实施成本能够进行集约化的利用。配电变压器构成了连接水轮发电系统与地面的重要媒介设施，配电变压器可以实时改变与调整系统接地电压，阻止了单相接地的危险后果发生。从根本上来讲，瞬时发生的强大短路电流将会给水轮发电机组带来明显的安全运行威胁，客观上决定了技术人员必须要合理选择与运用经配电变压器的接地处理技术手段，从而达到有效确保接地系统高效运行与安全运行的目标。
二、大型水轮发电机定子接地的继电保护技术手段
（一）大型水轮发电机的继电保护基本技术原理
从系统继电保护全面实施的角度来讲，对于大型水轮发电机全面开展机组继电保护的关键技术原理就是准确检测中性点部位的零序电压数值，据此给出单相接地故障的判断识别结论。在此基础上，技术人员对于系统保护死区应当能够准确实施判断与区分，运用零序电压的系统接地故障测算方式来实施继电保护措施。
大型水轮发电机的机组设备系统必须要始终保持安全运行状态，否则将会给机组正常发电功能的实现增加障碍，不利于维护保持发电机组的良好安全运行现状。大规模的水轮发电机组包含相对比较繁琐与复杂的系统接地运行实施方法，因此必须要准确判断预测系统中性点与接地点的间隔距离，确保为技术人员提供继电保护实施范围的科学决策根据。
（二）外加电源的定子接地继电保护手段
从现状来看，对于低频交流电源进行外加配置的技术手段构成了保护大型水轮发电基础设备系统的关键技术手段。
在多数的情况下，双重化的机组接地保护系统主要由双频电源以及零序电压保护的两项技术手段共同组成，因此充分体现了外加电源装置运用于定子接地保护过程的必要性[3]。
技术人员对于外加的系统电源通常可以控制在20Hz左右的电源频率范围，最大不能超出30Hz的电源频率。外加电源系统主要应当包含发电机端的开口三角形绕组以及中性点变压器。在运行过程中，三相定子回路具有对地绝缘的特征，因此能够充分保证水电机组的保护动作具有敏捷性与实时性。经由消弧线圈的系统中性点必须要保证良好的敏锐性，旨在合理控制外加电源的电流与电阻值，增强技术人员对于外加电源系统的运行控制能力[4]。
（三）三次谐波电压保护技术手段
大型水轮发电机组必须要配备定子绕组，在正常运行的状态下，定子绕组的电动势主要涉及到三次谐波产生的干扰因素。技术人员通过判断三次谐波的系统电压分布基本趋势与原理，应当能够准确预测得出系统各个区域内的零序电压保护强度。通常情况下，系统保护装置应当设置两组TV，系统端口部位的三次谐波电压值应当被合理确定与限制，从而达到独立完成接地保护任务的目标。
三、大型水轮发电机定子接地方式及其继电保护的未来技术探索研究方向
水轮发电机的大型发电设备系统在正常运行的状态下，系统如果受到外界环境因素、人工干预因素或者系统设备固有性能因素的影响，那么将会存在较大的可能性产生单相接地故障。现阶段的大规模水轮发电机组正在不断实现普及推广建设目标，但是与此同时，水轮发电机的机组运行安全隐患与风险因素也表现为复杂性。水轮发电机系统的管理技术人员针对水轮发电机必须要严格实施安全保护措施，其中重点涉及到机组继电保护以及定子接地方式的正确选择适用。
近些年以来，大型水轮发电机组的继电保护实现方法以及定子接地方式已经得到技术人员的充分重视，相关部门针对继电保护与定子接地方式的技术研究探索正在逐步趋向于深入。但是从总体角度来讲，目前针对大型水轮发电机开展实施的机组继电保护以及定子接地保护方式并没有呈现出完善性，因此客观上就会导致水轮发电机的各项基本安全使用功能无法充分实现。在情况严重时，存在接地安全隐患的水轮发电机还会给机组操作人员带来人身伤害的后果。
未来在技术改进与创新的全过程中，全面推进技术创新与技术完善的基本实施思路就是探索自适应技术的发电机组继电保护模式。在自适应技术手段的影响下，水轮发电机组的管理技术人员能够通过准确判断接地故障的区域位置，进而达到测算故障分量以及合理选择继电保护方式的目标。并且，技术人员目前还要更加重视探索故障行波的技术原理，结合接地故障中的高频分量暂态波动趋势来进行差动保护措施的科学选择，增强接地故障处理的实效性。
结束语：
经过分析可见，经消弧线圈以及经配电变压器的两种不同运行接地方式都属于大型水轮发电机的重要接地保护技术手段。在目前的情况下，大型水轮发电机的继电保护运行实现方式已经得到全面的创新优化，深刻体现了继电保护技术措施运用于大型水轮发电机安全运行的必要性。具体在实践中，技术人员应当能够合理选择并且准确采用不同的定子接地方式，有效降低水轮发电机的定子绕组故障，节约水轮发电机的系统运行维护成本与资源。
参考文献：
[1]冉帅,侯小虎,杨树锋.770 MW水轮发电机定子一点接地快速定位新方法应用[J].水电站机电技术,2020,43(04):16-17+20.
[2]殷林鹏,桂林,张琦雪.基于基波电势分布特征的大型发电机定子接地故障定位方法[J].电力自动化设备,2019,39(07):141-146.
[3]亓劼.一起600 MW水轮发电机定子绕组损毁的故障分析[J].华电技术,2018,40(12):16-19+77.
[4]党晓强,邰能灵,王海田.大型水轮发电机定子接地方式及其继电保护的相关问题分析[J].电力自动化设备,2018,32(07):25-29.