[發(fā)明專利]一種雙頻注入式發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810172029.2
• 申請(qǐng)日: 2008-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101414744A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢大強(qiáng);王祥珩;王維儉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H7/06
• 分類號(hào): H02H7/06
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 朱印康

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)主設(shè)備繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙頻注入式發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)方法。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在每年全國(guó)100MW以上發(fā)電機(jī)發(fā)生的本體故障中，定子接地故障占相當(dāng)大的比重。發(fā)電機(jī)定子接地故障往往是更為嚴(yán)重的相間短路或匝間短路故障發(fā)生的先兆，定子接地保護(hù)的可靠與靈敏動(dòng)作可以大幅減少這些嚴(yán)重故障的發(fā)生幾率。如果接地故障電流被限制在安全接地電流范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)定子鐵心可免受損傷，由故障導(dǎo)致的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失也將大大減少。對(duì)于100MW及以上的發(fā)電機(jī)組，不僅要求裝設(shè)100％保護(hù)區(qū)的定子接地保護(hù)，還要求在定子繞組任意一點(diǎn)經(jīng)接地故障電阻接地時(shí)，保護(hù)能靈敏動(dòng)作，以防止接地故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。因此，定子接地保護(hù)是發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)中的重要組成部分。

過(guò)去，發(fā)電機(jī)主要配置基波零序電壓型和三次諧波電壓型定子接地保護(hù)，但由于前者存在保護(hù)死區(qū)和后者存在可靠性差的不足。相比之下，注入式定子接地保護(hù)所用信號(hào)是外加的，具有可靠性高、靈敏度高且與故障位置無(wú)關(guān)等特點(diǎn)，在新建和將建的大型發(fā)電機(jī)保護(hù)中得到普遍采用，其中注入20Hz電源式定子接地保護(hù)因判據(jù)簡(jiǎn)單和調(diào)試?方便，應(yīng)用更廣泛。

目前新建和將建的大型發(fā)電機(jī)采用配電變壓器二次側(cè)接電阻的中性點(diǎn)接地方式，裝設(shè)外加電源型定子單相接地保護(hù)逐漸增多。但目前注入20Hz電源式發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)，受發(fā)電機(jī)頻率變化的影響，在發(fā)電機(jī)的啟停機(jī)過(guò)程(特別是針對(duì)抽水蓄能機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組)中不能實(shí)現(xiàn)全程保護(hù)，即在10～40Hz期間要閉鎖保護(hù)。另一種注入12.5Hz信號(hào)的定子接地保護(hù)也僅能在發(fā)電機(jī)靜止和額定運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。已有外加電源型發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)專利，如發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)方法(ZL00114451.0)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地發(fā)電機(jī)定值接地保護(hù)方法(ZL03143978.0)，這些方法受發(fā)電機(jī)運(yùn)行頻率的影響，也不能在發(fā)電機(jī)的啟停機(jī)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)定子接地保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為了提高保護(hù)靈敏度，消除運(yùn)行死區(qū)，保障發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，消除發(fā)電機(jī)本體所產(chǎn)生信號(hào)的影響，實(shí)現(xiàn)外加電源定子接地保護(hù)對(duì)發(fā)電機(jī)的全工況運(yùn)行保護(hù)，提供一種雙頻注入式發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)方法，其特征在于依次含有以下步驟：

步驟(1)檢測(cè)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行頻率，按以下方式確定20Hz/100Hz變頻電源的輸出注入信號(hào)頻率：

當(dāng)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行頻率大于10Hz且小于40Hz時(shí)，注入信號(hào)頻率取100Hz，

當(dāng)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行頻率不大于10Hz或不小于40Hz時(shí)，注入信號(hào)頻率取20Hz；

步驟(2)根據(jù)變頻電源輸出的注入信號(hào)頻率，為消除發(fā)電機(jī)運(yùn)行頻率信號(hào)的影響，通過(guò)切換開(kāi)關(guān)選取相應(yīng)的濾波器，使注入信號(hào)經(jīng)所述濾波器由發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)配電變壓器二次側(cè)繞組注入發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)，所述濾波器的特性如下：

注入信號(hào)頻率為100Hz時(shí)，濾波器為100Hz帶通濾波器，

注入信號(hào)頻率為20Hz時(shí)，濾波器為20Hz帶通濾波器；

步驟(3)從并接在所述配電變壓器二次側(cè)繞組上的分壓器上采集該配電變壓器二次側(cè)的電壓u，同時(shí)從串接在所述配電變壓器二次側(cè)繞組上的電流互感器上采集該配電變壓器二次側(cè)的電流i，所述配電變壓器二次側(cè)的電壓u和電流i的采樣數(shù)據(jù)在一個(gè)雙頻注入式定子接地保護(hù)裝置中分別依次經(jīng)過(guò)低通濾波器、多路開(kāi)關(guān)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸入CPU中并保存；

步驟(4)計(jì)算周期為100ms，按照分壓器的分壓比計(jì)算出電壓u中配電變壓器二次側(cè)注入頻率信號(hào)電壓分量?按照電流互感器變比計(jì)算出所述電流i中配電變壓器二次側(cè)注入頻率信號(hào)電流分量?

步驟(5)按下式計(jì)算所述配電變壓器二次側(cè)的定子繞組對(duì)地導(dǎo)納Y：

Y=I·U·]]>

步驟(6)按下式計(jì)算折算到一次側(cè)的定子繞組接地故障電阻R_g：