[發明專利]防止傳遞電壓導致發電機定子接地保護誤動的閉鎖方法

有效

• 申請號: 201510421004.1
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN105071347B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 王昕;蘇欣;李乃永;井雨剛;張國輝;孫運濤;唐新建;楊超;趙斌超;王軍;張婉婕;黃秉清;李玉敦;王宏;王大鵬;蘇文博
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02H7/06
• 分類號: H02H7/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種防止傳遞電壓導致發電機定子接地保護誤動的閉鎖方法。

背景技術

定子接地保護的快速動作對遏制發電機電氣故障發展，降低發電機損壞程度，起著重要的作用。隨著定子接地保護整定計算的規范和保護邏輯的完善，由主變傳遞電壓引起的基波零序電壓定子接地保護誤動率已有所降低，然而在誤動中，由傳遞電壓引起的經消弧線圈接地機組的保護誤動占很大比例。目前，各主流廠家生產的發變組保護裝置中，雖然定子接地保護中均采用了傳遞電壓閉鎖邏輯，但根據現場統計，并沒有有效的消除傳遞電壓對定子接地保護的影響，保護誤動率較高，甚至有導致多臺機組同時跳閘的危險，嚴重威脅到電網的安全運行。

因此，如何簡單、有效的消除傳遞電壓對定子接地保護的影響是困擾技術人員的一大難題。

發電機升壓變高壓側發生接地短路時，零序電壓將通過變壓器高、低壓繞組間的相耦合電容傳遞到發電機側，傳遞電壓計算模型如圖1所示。

其中，E0為變壓器高壓側接地故障產生的零序電壓；C₁為主變高低壓繞組間的等效耦合電容，電容值與變壓器容量、高壓側電壓等級和變壓器中性點接地等因素有關；C₂為發電機系統對地單相等效電容，包括發電機、變壓器繞組等電氣設備的對地電容；L₁和R分別為發電機中性點消弧線圈的等效電感和電阻，電壓表V處測得電壓U0為發電機端傳遞零序電壓。

目前，發變組定子接地保護中，傳遞過電壓閉鎖邏輯均通過檢測系統側3U0的幅值大小來判斷是否可能出現傳遞電壓，邏輯圖見圖2，并作為防止傳遞電壓導致定子接地保護誤動的唯一判據。當有接地故障時即認為發電機可能存在傳遞電壓，則將閉鎖定子接地保護功能；當系統故障消失后，認為傳遞電壓消失，則立即開放定子接地保護。因此，為防止傳遞電壓對定子接地保護的影響，在保護定值整定計算時，不得不將3U0定值抬高或延長保護動作延時，以躲過傳遞過電壓的影響，這樣是以犧牲保護動作靈敏性，即保護范圍，和保護動作快速性為代價的。

根據現場保護動作統計，針對消弧線圈接地的發電機組，目前定子接地保護采用的傳遞電壓閉鎖邏輯不能有效的消除傳遞電壓的影響，依然會導致定子接地保護誤動跳閘。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種防止傳遞電壓導致消弧線圈接地發電機定子接地保護誤動的閉鎖方法，該方法具有準確識別傳遞電壓能力，可以有效防止傳遞電壓導致的定子接地保護誤動。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種防止傳遞電壓導致發電機定子接地保護誤動的閉鎖方法，包括以下步驟：

(1)通過檢測系統側發電機端的傳遞零序電壓幅值的大小來判斷系統是否發生接地故障；

(2)判斷發電機出現的零序電壓是否因傳遞電壓而引起，如果是，則閉鎖定子接地保護；

(3)當系統側故障切除后將通過對零序電壓的頻率檢測來判斷傳遞電壓是否進入自由振蕩過程，檢測到的頻率明顯偏離工頻，則可判斷產生了傳遞電壓振蕩，同時閉鎖保護；否則認為傳遞電壓振蕩衰減消失，同時開放保護；

(4)當傳遞電壓衰減消失后，機組處于正常運行狀態后，開放定子接地保護；

所述步驟(3)當系統接地故障切除后，系統側零序電壓源作用消失，因LC電路自由振蕩的特點，發電機傳遞電壓并沒有隨系統接地故障的切除而消失，而是進入自由振蕩狀態并逐步衰減；

所述步驟(3)中，判斷傳遞電壓是否進入自由振蕩過程的判據包括：判據一：系統故障切除后，零序電壓混頻頻率與系統工頻頻率的差別明顯；判據二：系統側3U0電壓消失后，傳遞電壓的振蕩過程將隨一次時間參數而衰減消失，因此系統側3U0消失延時復歸作為第二個判據，采用兩個判據來進行傳遞電壓識別，如兩個判據均成立則繼續閉鎖定子接地保護，否則將開放定子接地保護。

所述步驟(1)中，當系統發生接地故障時，系統側零序電壓源的幅值等于系統接地故障時的零序電壓，此時，發電機機端的傳遞電壓是機組固有特征頻率與接地零序電壓頻率形成的混頻波形，傳遞電壓頻率用公式(1)計算：

式中：f為傳遞電壓頻率；f₁為LC電路的固有特征頻率；f₂為系統側零序電壓3U0頻率。