[發明專利]一種高靈敏三次諧波電壓差動定子接地保護方法

有效

• 申請號: 201810971108.3
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109038495B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 桑建斌;包明磊;李玉平;李明;朱宇聰
• 申請（專利權）人: 南京國電南自電網自動化有限公司
• 主分類號: H02H7/06
• 分類號: H02H7/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種高靈敏三次諧波電壓差動定子接地保護方法，包括如下步驟：獲取U_n(k)、U_s(k)、U_A(k)、U_B(k)、U_C(k)；計算得到和計算ΔU_3n(t)和ΔU_3s(t)；根據ΔU_3n(t)和ΔU_3s(t)判別發電機零序電壓是否斷線，若發生斷線則保護閉鎖；計算U_3d、U_3r、U_3d'和U_3r'；當發電機零序電壓未斷線時，根據U_3d、U_3r、U_3d'和U_3r'判別是否滿足動作條件，若是則經延時后保護動作。本發明具有的有益效果：能夠應對定子繞組對地絕緣緩慢降低的問題，并在發電機零序電壓回路斷線時不誤動，提高其可靠性。

技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護技術領域，具體涉及一種能檢測定子絕緣緩降的高靈敏三次諧波電壓差動定子接地保護方法。

背景技術

定子單相接地是發電機較為常見的故障，如果定子單相接地發生后未及時處理，易引發相間短路或匝間短路，甚至燒毀鐵芯。發生定子單相接地的原因較多，包括水冷發電機的冷卻水發生泄漏，水會通過由濕熱引起的水解加速定子線棒的絕緣劣化；水冷發電機采用的冷卻水導電度增加，導致水系統對地電阻下降；定子繞組線棒內冷卻水堵塞，導致該線棒局部發熱，外層絕緣能力劣化；發電機線棒端部固定松動，導致外層絕緣磨損。可見，定子單相接地故障發生較為隱蔽，定子絕緣劣化持續時間可能較長，定子接地保護需要針對多方面原因進行考慮。

雙頻定子接地保護由基波零序電壓保護與三次諧波電壓保護組成。基波零序電壓保護簡單可靠，但在中性點附近存在死區。三次諧波電壓保護的類型較多，均能反應中性點附近的接地故障，但在定子繞組的中部靈敏度較低甚至存在死區。實際使用時將基波零序電壓原理與三次諧波電壓原理相結合實現100％定子接地保護。由于雙頻定子接地保護原理簡單，成本低，保護性能可靠，雙重化的發電機保護至少有一套會選用雙頻定子接地保護。三次諧波電壓定子接地保護主要有三次諧波電壓幅值比原理以及自調整系數式三次諧波電壓差動原理。幅值比原理能反應中性點附近的接地故障，但僅在中性點附近靈敏度較高，在定子繞組中部至機端范圍存在死區，與基波零序電壓原理相結合時理論上無死區，但是繞組中部的靈敏度仍不理想。自調整系數式三次諧波電壓差動定子接地保護的靈敏度較高，但當定子繞組對地絕緣緩慢下降時，差動系數逐漸跟隨絕緣狀態而變化，使差動電壓不斷清零，直至絕緣完全損壞，保護仍可能無法動作。此外，由于三次諧波電壓保護受零序電壓回路斷線影響，現場誤動較多，在可靠性上仍有待提高。

在微機保護性能不斷提高的背景下，三次諧波電壓原理的定子接地保護仍有改進的空間，提出高靈敏度且更為可靠的定子接地保護方案很有必要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種高靈敏三次諧波電壓差動定子接地保護方法，能夠應對定子繞組對地絕緣緩慢降低的問題，并在發電機零序電壓回路斷線時不誤動，提高其可靠性。

為解決現有技術問題，本發明公開了一種高靈敏三次諧波電壓差動定子接地保護方法，包括如下步驟：

獲取發電機機端三相電壓的瞬時值、機端零序電壓的瞬時值和中性點電壓的瞬時值；

計算得到中性點三次諧波電壓相量、機端三次諧波電壓相量、機端三相電壓相量，前Δt時刻的中性點三次諧波電壓相量和前Δt時刻的機端三次諧波電壓相量；

計算中性點三次諧波電壓變化量和機端零序三次諧波電壓變化量；

根據中性點三次諧波電壓變化量和機端零序三次諧波電壓變化量判別發電機零序電壓是否斷線，若發生斷線則保護閉鎖；