[發(fā)明專利]采用分段相角補(bǔ)償?shù)陌l(fā)電機(jī)注入式定子接地保護(hù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310213457.6
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN104218526B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳佳勝;張琦雪;陳俊;郭自剛;嚴(yán)偉;沈全榮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02H7/06
• 分類號: H02H7/06;G01R27/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地涉及發(fā)電機(jī)注入式定子接地的繼電保護(hù)方法。

背景技術(shù)

目前大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)多采用經(jīng)配電變壓器高阻接地方式。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地時(shí)，故障電流有可能破壞發(fā)電機(jī)定子鐵芯，也有可能引起非故障相的對地電壓升高，使事故擴(kuò)大。隨著發(fā)電機(jī)組容量的增大，定子鐵芯檢修也變得復(fù)雜，一旦定子鐵芯受到破壞，檢修時(shí)間長，機(jī)組停機(jī)的經(jīng)濟(jì)損失十分巨大。因此，大型發(fā)電機(jī)要求裝設(shè)無死區(qū)的100％定子接地保護(hù)，外加低頻電源的100％注入式定子接地保護(hù)成為目前大型發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)配置。

常規(guī)的注入式定子接地保護(hù)技術(shù)的基本原理是：低頻電源裝置將低頻電壓加在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)配電變壓器接地負(fù)載電阻上，通過接地變壓器將低頻電壓信號注入到發(fā)電機(jī)定子繞組對地的零序回路中，發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣正常的情況下，注入的電流主要表現(xiàn)為電容電流；當(dāng)發(fā)生接地故障后，注入電流出現(xiàn)電阻性電流。檢測注入的低頻電壓、低頻電流信號，通過導(dǎo)納法可計(jì)算出接地故障的過渡電阻，從而判定接地故障。保護(hù)邏輯由電阻判據(jù)和零序電流判據(jù)共同構(gòu)成，保護(hù)裝置檢測出接地過渡電阻阻值小于定值，判定出現(xiàn)定子接地故障；保護(hù)裝置檢測出零序電流值超過定值，同樣判為定子接地故障。

總結(jié)近年來的注入式定子接地保護(hù)運(yùn)行和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在傳變低頻小信號時(shí)，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器和中間CT具有非線性的特點(diǎn)，角度誤差較大，影響接地電阻的測量。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)機(jī)端金屬性單相接地故障時(shí)，流過中性點(diǎn)接地變壓器副邊的工頻電流很大，有幾百安培，中間CT的額定電流需考慮到大的工頻電流的測量需要，變比較大；而注入低頻電流較小，金屬性接地時(shí)輸出的短路電流最大也不過幾安培左右，處于中間CT傳變特性的起始段，其傳變誤差具有非線性的特點(diǎn)。根據(jù)注入式定子接地保護(hù)等效原理圖，接地過渡電阻是通過導(dǎo)納法，由低頻電壓、電流信號的大小和相位來計(jì)算的，這就需要保證其幅值和相位的準(zhǔn)確測量。目前，國內(nèi)大多數(shù)大型水電、火電、核電機(jī)組，發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，其中性點(diǎn)零序電流有較大的3次諧波分量，中間CT的工作點(diǎn)發(fā)生變化，導(dǎo)致注入低頻信號的相角偏移(如三峽左岸VGS機(jī)組，無接地故障情況下，相角從270度偏移到276度)，靜止無接地故障時(shí)測量的接地電阻為無窮大，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行無接地故障時(shí)測量的接地電阻下降到報(bào)警值附近，影響了接地電阻的測量。對于這種3次諧波分量變化導(dǎo)致中間CT工作點(diǎn)變化，低頻信號相角誤差大的發(fā)電機(jī)組，上述常規(guī)的注入式定子接地保護(hù)不能直接應(yīng)用，需要有新型的注入式定子接地保護(hù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：設(shè)計(jì)一種發(fā)電機(jī)注入式定子接地保護(hù)方法，可以應(yīng)用于不同工況下注入式低頻信號相角誤差明顯變化的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：采用分段相角補(bǔ)償?shù)陌l(fā)電機(jī)注入式定子接地保護(hù)方法，通過靜態(tài)試驗(yàn)方法，獲得發(fā)電機(jī)注入式定子接地保護(hù)裝置測量回路中間CT低頻信號的傳變特性：保護(hù)裝置檢測發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電流，以此來確定測量回路中間CT所處的工作點(diǎn)；保護(hù)裝置檢測發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器低壓側(cè)的電壓與電流信號，經(jīng)過數(shù)字濾波，得到低頻注入電壓信號和低頻注入電流信號根據(jù)測量回路中間CT所處的工作點(diǎn)進(jìn)行分段相角補(bǔ)償，計(jì)算接地過渡電阻阻值R_E；將該計(jì)算值與保護(hù)裝置中的電阻定值相比較，如果R_E小于電阻定值，則經(jīng)過設(shè)定的短延時(shí)判定出現(xiàn)了定子接地故障，保護(hù)裝置報(bào)警或跳閘；這是注入式定子接地保護(hù)的電阻判據(jù)。

進(jìn)一步的，保護(hù)裝置檢測發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓V_a、V_b、V_c，檢測機(jī)端PT是否斷線，檢測發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電流3次諧波I_n03w，利用這三組信息量判別中間CT的工作點(diǎn)；判別公式為：

max{V_a,V_b,V_c}>V_set(1)

PTDX＝0(2)

I_N0.3W>I_set(3)