王義凱，尹項(xiàng)根，喬 健，譚力銘，徐 雯

（華中科技大學(xué) 強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074）

0 引言

海洋核動力平臺是海上移動式供電平臺，可用于海上工程作業(yè)供電、遠(yuǎn)洋海島供電、海水淡化等［1-2］。海洋核動力平臺主發(fā)電機(jī)正常工況下外送電能，但站內(nèi)輔發(fā)電機(jī)停機(jī)時(shí)，站內(nèi)系統(tǒng)需切換至主發(fā)電機(jī)供電方式，保證核反應(yīng)堆敏感負(fù)荷持續(xù)供電［3］，由發(fā)電機(jī)直連線路斷路器實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行工況的切換。由于發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障在所有故障類型中占比最高［4］，因此海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障風(fēng)險(xiǎn)分析與實(shí)時(shí)診斷問題亟待解決。

海洋核動力平臺空間緊湊，無法配置注入式保護(hù)設(shè)備，目前采用基波零序電壓判據(jù)與3 次諧波電壓比值判據(jù)構(gòu)成定子接地保護(hù)。但上述保護(hù)判據(jù)均無法直接反映接地故障的危害風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)無法依據(jù)故障風(fēng)險(xiǎn)決定出口方式。發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障風(fēng)險(xiǎn)分析與實(shí)時(shí)診斷包括分析接地故障對發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的危害程度并診斷接地故障位置。其中，接地故障風(fēng)險(xiǎn)是指故障支路的接地故障電流，發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)可依據(jù)故障風(fēng)險(xiǎn)自適應(yīng)決定出口方式；通過診斷接地故障位置，可縮短故障排查時(shí)間，并為故障檢修過程提供人力物力上的準(zhǔn)備參考，提高檢修效率。

接地故障電流能夠反映故障對發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的危害風(fēng)險(xiǎn)。海洋核動力平臺主發(fā)電機(jī)直連線路在不同運(yùn)行工況下的對地電容之和不同，為保證接地故障電流計(jì)算的準(zhǔn)確性，需要實(shí)時(shí)測量直連線路的對地電容參數(shù)。文獻(xiàn)［5］提出一種基于注入式設(shè)備的對地電容實(shí)時(shí)計(jì)算方法，但海洋核動力平臺空間緊湊，無法裝設(shè)該設(shè)備。此外，該文獻(xiàn)中提及的接地故障電流計(jì)算方法僅考慮基波分量。文獻(xiàn)［6］中的仿真分析結(jié)果表明，接地故障靠近發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)時(shí)，故障電流中含有較高的3 次諧波分量。文獻(xiàn)［7］中給出了接地故障電流3 次諧波的計(jì)算方法，但該方法需依據(jù)接地故障定位結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，誤差較大，無法真實(shí)反映接地故障風(fēng)險(xiǎn)。

針對故障繞組定位問題，大型發(fā)電機(jī)通常利用注入式定子接地保護(hù)裝置測量接地過渡電阻阻值，再基于故障繞組電勢、零序電壓、相電勢間的關(guān)系定位故障繞組［8-9］。但海洋核動力平臺未裝設(shè)注入式保護(hù)裝置，此類方法無法應(yīng)用。文獻(xiàn)［10］根據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓偏移與接地過渡電阻間的關(guān)系，提出接地過渡電阻的計(jì)算方法及故障定位方案，可用于未安裝注入式保護(hù)的發(fā)電機(jī)。但該方法未考慮發(fā)電機(jī)定子繞組電勢分布的相位特征，故障定位結(jié)果存在理論誤差。文獻(xiàn)［11］在文獻(xiàn)［10］方法的基礎(chǔ)上考慮了繞組電勢分布的相位特征，但認(rèn)為故障繞組電勢在故障相電動勢上的投影等于不考慮相位特征時(shí)的故障繞組電勢。然而，定子繞組各線圈電勢幅值相等，但相位不等，該幾何關(guān)系存在誤差，導(dǎo)致故障繞組定位結(jié)果準(zhǔn)確度不足。

基于海洋核動力平臺的安全需求，本文提出一種發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障風(fēng)險(xiǎn)分析與實(shí)時(shí)診斷方法。首先基于發(fā)電機(jī)3 次諧波電壓特征，提出一種無需注入式保護(hù)裝置的對地電容實(shí)時(shí)求解方法。根據(jù)故障分量原理，在求解接地故障電流時(shí)計(jì)及基波和3 次諧波分量。利用故障支路的接地故障電流反映接地故障對發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的危害風(fēng)險(xiǎn)，并依據(jù)故障風(fēng)險(xiǎn)自適應(yīng)決定保護(hù)出口方式?；诤Ｑ蠛藙恿ζ脚_發(fā)電機(jī)60°相帶分布特點(diǎn)，構(gòu)建故障繞組電勢滿足的幾何關(guān)系式與幅值相位方程，通過解析計(jì)算準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)故障定位。仿真結(jié)果表明，本文方法具有較高的計(jì)算精度，滿足海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)的工程應(yīng)用需求。

1 基于3次諧波電壓實(shí)時(shí)求解對地電容

發(fā)電機(jī)定子接地故障電流與定子繞組和直連線路對地電容參數(shù)相關(guān)。海洋核動力平臺電網(wǎng)存在不同形式的運(yùn)行工況，如為海上外系統(tǒng)供電及作為站內(nèi)系統(tǒng)緊急備用電源等。不同工況下，與主發(fā)電機(jī)直連的線路需要切換，導(dǎo)致直連線路對地電容并非固定值，因此需要對其進(jìn)行實(shí)時(shí)測量以保證接地故障電流計(jì)算結(jié)果及故障定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。

海洋核動力平臺主發(fā)電機(jī)為三相兩分支汽輪發(fā)電機(jī)，采用中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地方式［1］，其3 次諧波等值電路如圖1 所示。圖中：f為接地故障點(diǎn)；RN為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地電阻；Rg為接地過渡電阻；Cf為定子繞組每相對地電容；Cω為直連線路每相對地電容之和；E3為發(fā)電機(jī)3 次諧波相電動勢；α為故障點(diǎn)到中性點(diǎn)所包含的線圈數(shù)在故障分支全部串聯(lián)線圈匝數(shù)中的占比，本文將其定義為故障位置；E3α為故障點(diǎn)到發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的3 次諧波電動勢；E3(1-α)為故障點(diǎn)到發(fā)電機(jī)機(jī)端的3次諧波電動勢。

圖1 發(fā)電機(jī)定子繞組3次諧波等值電路Fig.1 Third-order harmonic equivalent circuit of generator stator windings

發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)無故障支路，認(rèn)為正常運(yùn)行情況下發(fā)電機(jī)定子繞組兩側(cè)對地電容平均分布［12］，α=0.5。正常運(yùn)行時(shí)三相完全對稱，圖1 中的中性點(diǎn)側(cè)na、nb、nc3 點(diǎn)等電位，機(jī)端ta、tb、tc3 點(diǎn)等電位。為便于分析，將na、nb、nc合并為點(diǎn)N，ta、tb、tc合并為點(diǎn)T，得到簡化的等值電路如圖2 所示。圖中，UN3、UT3分別為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)、機(jī)端3次諧波電壓。

圖2 正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的3次諧波簡化等值電路Fig.2 Simplified third-order harmonic equivalent circuit of normally operating generator

式中：Cf和RN為發(fā)電機(jī)固有參數(shù)；UN3和UT3可通過測量得到。利用PSCAD／EMTDC 軟件，基于海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)定子繞組分布系數(shù)及短距系數(shù)計(jì)算每匝線圈對應(yīng)的基波和3 次諧波電勢，并建立準(zhǔn)分布參數(shù)模型。附錄A 圖A1 為海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行工況下的3 次諧波電壓波形，仿真條件詳見第5節(jié)。分析可知，機(jī)端3次諧波電壓幅值為額定相電壓的2.56%，中性點(diǎn)3 次諧波電壓幅值為額定相電壓的5.29%，現(xiàn)有電壓互感器精度能夠滿足準(zhǔn)確測量要求。

文獻(xiàn)［12-13］中指出，機(jī)端3 次諧波電壓與中性點(diǎn)3 次諧波電壓的比值及二者的相位差與無功功率關(guān)系不大，隨有功功率變化很小，基本可認(rèn)為是一個(gè)常數(shù)。文獻(xiàn)［12］中指出的升壓變高壓繞組3 次諧波電壓的影響是由于在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)為節(jié)省其體積與重量，減小了鐵芯的體積及截面積，導(dǎo)致變壓器在空載情況下運(yùn)行在膝點(diǎn)附近，此時(shí)變壓器運(yùn)行在非線性區(qū)，鐵芯飽和，因此產(chǎn)生零序性質(zhì)的3 次諧波電勢。但在變壓器正常帶載運(yùn)行工況下，系統(tǒng)中通常帶有一定的感性負(fù)荷，由于其去磁作用，變壓器帶載后將運(yùn)行在線性區(qū)，鐵芯不會飽和，不會產(chǎn)生3 次諧波電勢，因此本文忽略升壓變高壓繞組3 次諧波電壓的影響?；谑剑?）在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)跟蹤計(jì)算直連線路對地電容參數(shù)，取最接近故障時(shí)刻的未突變值作為測量結(jié)果。

2 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障風(fēng)險(xiǎn)分析

海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地故障后，接地故障電流將在故障點(diǎn)大量放熱燒毀線圈絕緣，威脅鐵芯安全，嚴(yán)重時(shí)將燒毀發(fā)電機(jī)，因此流過故障點(diǎn)的接地故障電流能夠反映故障對發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全的危害風(fēng)險(xiǎn)。圖3 為海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)在不同接地過渡電阻及不同故障位置下的定子繞組單相接地故障電流仿真結(jié)果，具體仿真參數(shù)見第5節(jié)。

圖3 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障電流仿真結(jié)果Fig.3 Simulative results of fault current of generator stator winding grounding fault

分析可知，由于基波故障電流與零序電壓成正比，故障點(diǎn)越靠近機(jī)端，基波故障電流越大。但當(dāng)故障點(diǎn)靠近中性點(diǎn)側(cè)時(shí)，3 次諧波含量較高，甚至超過基波分量。為準(zhǔn)確反映接地故障風(fēng)險(xiǎn)，計(jì)算接地故障電流時(shí)應(yīng)該包括基波和3次諧波分量。

建立發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障時(shí)的基波零序等值電路如圖4所示。圖中：U0為零序電壓；Ef為故障點(diǎn)到中性點(diǎn)間的基波電動勢；I0為零序電流。

圖4 基波零序等值電路Fig.4 Fundamental zero-sequence equivalent circuit

分析圖4可得基波接地故障電流If1為：

發(fā)電機(jī)定子繞組A 相α處發(fā)生單相接地故障時(shí)，3 次諧波等值電路如圖1 所示。進(jìn)行機(jī)端、中性點(diǎn)等電位點(diǎn)合并，得到簡化等值電路如圖5 所示。圖中：U′N3、U′T3分別為故障后發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)、機(jī)端3次諧波對地電壓；U(0)fg3、Ufg3分別為故障前、后故障點(diǎn)3次諧波對地電壓。

圖5 發(fā)電機(jī)發(fā)生定子繞組單相接地故障時(shí)的簡化3次諧波等值電路Fig.5 Simplified third-order harmonic equivalent circuit under single-phase grounding fault of generator stator winding

基于故障分量原理，建立發(fā)生定子繞組單相接地故障時(shí)的3 次諧波故障分量等值電路，如圖6 所示。圖中：ΔUfg3為故障點(diǎn)3 次諧波電壓故障分量；ΔIf3為3次諧波接地故障電流分量，由于故障前無故障電流，可近似認(rèn)為3次諧波接地故障電流If3=ΔIf3；ΔUN3為中性點(diǎn)3 次諧波電壓故障分量，可通過故障前、后中性點(diǎn)3 次諧波電壓相減求解；ΔUT3為機(jī)端3次諧波電壓故障分量，可通過故障前、后機(jī)端3 次諧波電壓相減求解。

圖6 3次諧波故障分量等值電路Fig.6 Third-order harmonic equivalent circuit of fault component

10.5 kV 發(fā)電機(jī)接地故障電流允許值為3 A［12］，當(dāng)實(shí)測接地故障電流大于安全允許值時(shí)，定子接地保護(hù)應(yīng)快速出口切機(jī)，保證發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全；當(dāng)實(shí)測接地故障電流小于安全允許值時(shí)，定子接地保護(hù)可發(fā)出告警信號，由運(yùn)行人員根據(jù)系統(tǒng)供電需求、發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)一步?jīng)Q定是否切機(jī)。

3 基于繞組電勢分布的定子繞組單相接地故障定位

海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障切除后，為提高檢修效率，快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行，需要精確診斷故障繞組位置，即確定故障部分線圈占完整分支的匝比。

海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)為汽輪發(fā)電機(jī)，其定子繞組的連接及分布采用60°相帶方式。定子繞組發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相繞組感應(yīng)電勢分布情況如附錄A 圖A2 所示。由于工程中部分發(fā)電機(jī)2 分支電勢分布完全相同，在此僅對圖A2所示故障分支進(jìn)行分析。以A 相定子繞組于點(diǎn)f發(fā)生單相接地故障為例。

基于繞組電勢相帶分布特點(diǎn)，圖A2中各條虛線長度相等且均等于相電勢幅值，因此圖中紅色線構(gòu)成等腰三角形。由幾何關(guān)系可知，故障部分繞組對應(yīng)相帶角度占完整60° 相帶角度的百分比也為α。故障繞組感應(yīng)電勢滿足的幾何關(guān)系為：

式中：θA為故障繞組電勢EAα與故障相電勢EA間的夾角。

在考慮繞組電勢相位分布的情況下，發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障時(shí)的電壓相量圖如圖7 所示。圖中：g為零電位接地點(diǎn)；CΣ為發(fā)電機(jī)定子繞組與直連線路對地電容之和，其中直連線路對地電容可由式（2）實(shí)時(shí)計(jì)算得到；UNg和UA、UB、UC分別為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)和三相機(jī)端對地電壓，可通過電壓互感器直接測量得到；相電勢EA雖不能直接測量得到，但可由機(jī)端對地電壓和中性點(diǎn)電壓作差得到；根據(jù)傅里葉分析，可確定EA與UNg之間的相角差δ。結(jié)合各電氣量間的幅值及相位關(guān)系，可得：

圖7 考慮繞組電勢分布的定子繞組單相接地故障電壓相量圖Fig.7 Voltage phasor diagram under single-phase grounding fault of generator stator winding considering winding electric potential distribution

式（8）—（11）中包含變量為：|EAα|、α、θA和Rg。在α∈(0，1)范圍內(nèi)通過對上述方程組進(jìn)行解析計(jì)算，即可確定α，實(shí)現(xiàn)故障定位。上述方法利用基波零序電壓和故障相電勢實(shí)現(xiàn)故障定位，文獻(xiàn)［14］中指出在發(fā)生高過渡電阻接地故障時(shí)，易出現(xiàn)故障定位多解情況。由于海洋核動力平臺空間緊湊，無法利用注入式保護(hù)設(shè)備測量接地過渡電阻實(shí)現(xiàn)故障定位結(jié)果的校核，因此將多個(gè)定位解均作為備查故障位置。

4 故障風(fēng)險(xiǎn)分析及實(shí)時(shí)診斷流程

海洋核動力平臺主發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障故障風(fēng)險(xiǎn)分析及實(shí)時(shí)診斷流程如下。

1）實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)對地電容參數(shù)。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)測量機(jī)端和中性點(diǎn)的3 次諧波電壓，利用式（2）求解當(dāng)前運(yùn)行方式下發(fā)電機(jī)直連線路的對地電容參數(shù)。

2）啟動接地故障診斷。根據(jù)零序電壓判據(jù)判別系統(tǒng)是否發(fā)生接地故障，并確定故障相。基于機(jī)端與中性點(diǎn)3 次諧波電壓比值判據(jù)和機(jī)端零序電流方向判據(jù)判別是否為發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障。

3）診斷故障風(fēng)險(xiǎn)。綜合基波分量和3 次諧波分量，利用式（3）、（6）、（7）求解定子繞組單相接地故障電流，根據(jù)故障風(fēng)險(xiǎn)程度自適應(yīng)決定發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)的出口方式。

4）診斷故障線圈位置?；谑剑?）—（11）計(jì)算接地故障點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)間的線圈匝數(shù)在完整串聯(lián)分支匝數(shù)中的占比，確定故障的具體位置，為故障檢修過程提供人力、物力上的準(zhǔn)備參考。

5 仿真分析

仿真分析采用的海洋核動力平臺主發(fā)電機(jī)參數(shù)為：2 分支繞組結(jié)構(gòu)，極對數(shù)為1，總槽數(shù)為48，對應(yīng)的槽距電角度為7.5°；額定電壓為10.5 kV；每相定子繞組的電阻、漏電感、電容分別為1.528 mΩ、2.84 mH、0.397 μF；發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地電阻阻值折算到一次側(cè)為2 286 Ω。在常規(guī)運(yùn)行工況下，直連配電網(wǎng)線路每相對地電容為0.405 μF。

5.1 直連線路對地電容實(shí)時(shí)計(jì)算

基于PSCAD／EMTDC 軟件，建立海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)準(zhǔn)分布參數(shù)模型。在系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，測量得到發(fā)電機(jī)機(jī)端和中性點(diǎn)的3 次諧波電壓波形，如附錄A 圖A1 所示，對應(yīng)的相量值如附錄A圖A3 所示，根據(jù)式（2）得到直連線路對地電容實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)果如圖8所示。

圖8 發(fā)電機(jī)直連線路對地電容實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)果Fig.8 Real-time calculation results of grounding capacitance of generator directly connected lines

正常運(yùn)行工況下，直連線路每相對地電容計(jì)算結(jié)果為0.405 2 μF，誤差為0.05%。對應(yīng)不同運(yùn)行工況改變直連線路對地電容并進(jìn)行多次仿真實(shí)驗(yàn)，計(jì)算誤差均在0.1%以內(nèi)，具有較高的計(jì)算精度。

5.2 故障風(fēng)險(xiǎn)與實(shí)時(shí)診斷仿真分析

基于準(zhǔn)分布參數(shù)模型，在0.2 s 設(shè)置A 相1 分支（對應(yīng)圖A1 中的故障分支）發(fā)生單相接地故障。仿真分析以下故障情況：故障部分線圈匝數(shù)占比分別為0.125（1/8）、0.25（2/8）、0.375（3/8）、0.5（4/8）、0.625（5/8）、0.75（6/8）、0.875（7/8），接地故障過渡電阻分別選取10、200、500 Ω。

以A相1分支故障占比為0.5處發(fā)生經(jīng)200 Ω 過渡電阻接地故障為例進(jìn)行分析，此時(shí)的零序電壓相量及3次諧波電壓故障分量仿真結(jié)果如附錄A圖A4所示?；诘?節(jié)中給出的基波接地故障電流、3次諧波接地故障電流及接地故障全電流計(jì)算方法，得到接地故障電流仿真結(jié)果，如圖9 所示。圖中，基于本文所提方法計(jì)算出的接地故障全電流與實(shí)測接地故障電流十分接近，說明本文方法具有較高的準(zhǔn)確性，能夠有效反映接地故障對發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的危害風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算曲線僅在故障后短時(shí)間內(nèi)誤差較大，這是因?yàn)楸Ｗo(hù)算法中采用全周傅氏算法計(jì)算相量時(shí)，在故障后1 個(gè)周期內(nèi)同時(shí)跨越了故障前和故障后2 種狀態(tài)。但發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)一般延時(shí)0.3～0.5 s 跳閘，因此過渡過程中的短時(shí)計(jì)算誤差不影響風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果。此時(shí)的接地故障電流為2.76 A，未超過安全閾值3 A，保護(hù)發(fā)告警信號，運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)供電要求，及時(shí)轉(zhuǎn)移負(fù)荷并平穩(wěn)停機(jī)。

圖9 接地故障電流仿真結(jié)果Fig.9 Simulative results of grounding fault current

本文方法利用基波電勢分布特征實(shí)現(xiàn)故障定位，在濾除直流分量、3 次諧波分量及其他高次諧波分量后，基于傅里葉變換得到相電動勢基波分量和中性點(diǎn)零序電壓基波分量，并基于故障定位方程組得到故障定位結(jié)果，如圖10 所示?；诒疚乃岬慕馕鲇?jì)算定位方法得到α=0.503，誤差為0.6%。其他故障情況的仿真結(jié)果見附錄B 表B1。仿真結(jié)果表明，本文提出的接地故障電流計(jì)算方法和故障定位方法誤差均在1%以內(nèi)，具有較高的計(jì)算精度。針對故障風(fēng)險(xiǎn)分析部分，通過比較接地故障電流和發(fā)電機(jī)能夠承受的安全電流閾值，在故障風(fēng)險(xiǎn)較高時(shí)，保護(hù)動作切機(jī)，保障發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全；在故障風(fēng)險(xiǎn)較低時(shí)，保護(hù)動作于告警，根據(jù)海上電網(wǎng)及站內(nèi)負(fù)荷需求確定切機(jī)方式，保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。分析接地故障定位仿真結(jié)果可知，本文方法由于未進(jìn)行幾何關(guān)系近似處理，在無需注入式保護(hù)設(shè)備的條件下仍具有較高的定位精度，滿足核動力平臺的應(yīng)用需求。

圖10 本文方法的故障定位結(jié)果Fig.10 Fault location results of proposed method

6 結(jié)論

針對海洋核動力平臺的安全需求與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文提出海洋核動力平臺發(fā)電機(jī)定子接地故障風(fēng)險(xiǎn)分析與實(shí)時(shí)診斷方法，并得出以下結(jié)論：

1）為保證接地故障電流實(shí)時(shí)計(jì)算的準(zhǔn)確性，基于發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的3 次諧波電壓特征，提出一種無需外加設(shè)備的發(fā)電機(jī)直連線路對地電容實(shí)時(shí)計(jì)算方法；

2）綜合基波與3 次諧波分量求解接地故障全電流，準(zhǔn)確分析故障風(fēng)險(xiǎn)，并基于故障風(fēng)險(xiǎn)自適應(yīng)決定發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)的出口方式；

3）基于發(fā)電機(jī)定子繞組60°相帶分布特點(diǎn)，提出一種通過解析計(jì)算即可確定故障部分線圈占完整分支線圈的匝數(shù)比的故障定位方法，提高故障檢修效率，但該方法在發(fā)生高過渡電阻接地故障時(shí)可能出現(xiàn)多解情況，此時(shí)將多個(gè)定位結(jié)果均作為備查故障位置；

4）PSCAD／EMTDC 仿真結(jié)果表明，本文方法具有較高的準(zhǔn)確性，能夠?yàn)楹Ｑ蠛藙恿ζ脚_發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)的精細(xì)化改進(jìn)提供有效參考。

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