[發明專利]一種發電機內部故障模擬系統及其方法

有效

• 申請號: 200910243080.2
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101719657A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 董明會;周澤昕;周春霞;杜丁香;李明;楊國生;詹智華;項燦芳;賈琰
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02H7/06
• 分類號: H02H7/06;G01R31/34
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種發電機內部故障模擬系統，其特征在于，包括一臺模擬發電機、故障模擬屏1、 故障模擬屏2和控制系統，所述模擬發電機的定子繞組、轉子繞組都預留有繞組抽頭，定子 繞組A₁X₁以發電機中性點為基準基本在1.19％、2.38％、4.76％、9.52％處抽頭，定子繞組 A₂X₂以發電機中性點為基準基本在1.19％、2.38％、4.76％、9.52％、25％、90.48％、92.86 ％、95.24％處抽頭，轉子繞組B₁Y₁以發電機中性點為基準基本在1.19％、2.38％、4.76％、 25％處抽頭，以便做發電機定子匝間故障試驗；

以發電機轉子繞組負電壓端為基準在轉子繞組的20％、50％處抽頭，通過滑環引出，從 而可以進行轉子繞組的一點接地，兩點接地和匝間短路故障試驗；

所有繞組抽頭都通過連接電纜與故障模擬屏1的接線板連接，具體的連接關系是定子繞 組A₁X₁以發電機中性點為基準基本在1.19％、2.38％、4.76％、9.52％處的4個抽頭，定子 繞組A₂X₂以發電機中性點為基準基本在1.19％、2.38％、4.76％、9.52％、25％、90.48％、 92.86％、95.24％處的8個抽頭，轉子繞組B₁Y₁以發電機中性點為基準基本在1.19％、2.38 ％、4.76％、25％處的4個抽頭，共計有16個定子繞組抽頭分別與故障模擬屏1的接線板的 16個銅螺栓相連接，以轉子繞組負電壓端為基準在轉子繞組的20％、50％處的2個抽頭也分 別與故障模擬屏1的接線板的2個銅螺栓相連接，接線板共有18個銅螺栓與發電機的定、轉 子繞組的18個抽頭相連接，三相故障位置開關K1～K6分別與接線板的18個銅螺栓相連接， 接線板用于三相故障位置開關K1～K6與接線板的18個銅螺栓之間的過渡作用，從而使得發 電機的定、轉子繞組的18個抽頭通過接線板與三相故障位置開關K1～K6完成連接；

通過故障模擬屏1中的接線板與故障模擬屏1中的故障位置開關K1～K6相連接，故障模 擬屏1通過故障模擬屏2中的轉換開關KD與故障模擬屏2中的故障開關KG和選相開關KA、 KB、KC和KN相連通，故障模擬屏1和故障模擬屏2通過控制電纜與控制系統連接，從而完 成發電機內部故障的模擬操作，通過設置上述故障位置開關K1～K6的閉合確定內部故障的位 置及故障形式，故障位置開關K1～K6與繞組抽頭的連接可以靈活調整，以滿足模擬故障試驗 的需要，模擬發電機的內部故障模擬與模擬發電機的機端外部故障模擬共用一組選相開關和 故障開關，通過轉換開關KD進行切換。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于該系統的內部故障位置可進行靈活的變換，由 于發電機的定子繞組抽頭及轉子繞組抽頭分布在不同的位置上，所有繞組抽頭都通過故障模 擬屏1和故障模擬屏2的接線板與故障位置開關K1～K6相連接，故障位置開關K1～K6為三 相開關，其中每一個開關都連接有三個繞組抽頭，通過選相開關KA、KB、KC、KN使其中兩個 抽頭直接短路或接地，就具有8種故障組合，六個位置開關K1～K6就具有48種故障組合。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于還可通過調整所述接線板的順序得到更多的故 障組合方式，只要選擇不同的位置開關，通過選相開關KA、KB、KC、KN就可靈活變換內部故 障的位置。

4.如權利要求3所述的系統，其特征在于所述模擬發電機的機端裝有一組電流互感器 CT3，每相繞組的2個支路的中性點側各裝有一組電流互感器CT1和CT2、定子繞組的Y1支 路的中性點與Y2支路的中性點之間跨接一只電流互感器CTO，模擬發電機的機端另裝有一組 專用電壓互感器PT1，其用于模擬發電機縱向零序的電壓保護，模擬發電機的中性點裝有一 只電壓互感器PTO，從而可組成完全差動保護、不完全差動保護、單元件差動保護、裂相橫 差保護和縱向零序電壓保護的模擬發電機的保護方案。

5.一種使用權利要求1-4任一項所述的系統的方法，包括以下步驟：

(1)選擇故障位置開關K1～K6中的一個開關，所述故障位置開關K1～K6為三相開關， 然后閉合該位置開關使與其相連接的三個發電機繞組抽頭與該位置開關后面的轉換開關KD 電路連通；

(2)然后閉合轉換開關KD，使選中的故障位置開關K1～K6中的一個開關通過轉換開關 KD與故障開關KG相連通，再根據需要選擇選相開關KA、KB、KC、KN中的兩個開關進行閉合 操作，使三個發電機繞組抽頭中的一個同選相開關KA、KB、KC中的一個與KN對地形成回路 或選相開關KA、KB、KC中的兩個形成匝間回路；

(3)完成(1)、(2)步驟之后由控制系統按照設定的時間操作故障開關KG的合與斷， 上述操作即完成了發電機內部故障的模擬。