[發(fā)明專利]海洋核動(dòng)力平臺(tái)發(fā)電機(jī)定子接地故障程度診斷方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110481132.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113203950B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹項(xiàng)根;王義凱;喬健;譚力銘;徐雯;張哲;文明浩;陳衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34;G01R31/52;G01R31/56
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 夏倩

本發(fā)明公開了一種海洋核動(dòng)力平臺(tái)發(fā)電機(jī)定子接地故障程度診斷方法和系統(tǒng)，屬于海洋核動(dòng)力平臺(tái)電力系統(tǒng)保護(hù)領(lǐng)域。本發(fā)明建立綜合接地故障電流和系統(tǒng)過電壓的發(fā)電機(jī)定子接地故障診斷函數(shù)，能夠同時(shí)反映發(fā)電機(jī)定子繞組接地故障對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全和配電網(wǎng)絕緣安全的危害程度，并為海洋核動(dòng)力平臺(tái)發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)實(shí)現(xiàn)依據(jù)故障程度的自適應(yīng)切機(jī)控制方式提供有效參考，保證海洋核動(dòng)力平臺(tái)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并為其他發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)改進(jìn)方法提供技術(shù)參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋核動(dòng)力平臺(tái)電力系統(tǒng)保護(hù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種海洋核動(dòng)力平臺(tái)發(fā)電機(jī)定子接地故障程度診斷方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

海洋核動(dòng)力平臺(tái)是海上移動(dòng)式供電平臺(tái)，可用于海上工程作業(yè)供電、遠(yuǎn)洋海島供電、海水淡化等。海洋核動(dòng)力平臺(tái)站內(nèi)低壓系統(tǒng)采用網(wǎng)源直連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由于站內(nèi)核反應(yīng)堆敏感負(fù)荷對(duì)供電可靠性要求高，發(fā)電機(jī)故障時(shí)，希望在輕微故障情況下避免突然切機(jī)對(duì)系統(tǒng)造成沖擊，且能夠快速完成檢修過程恢復(fù)系統(tǒng)正常供電，這就需要在不同接地故障形式下自適應(yīng)決定切機(jī)控制方式。

但目前工程應(yīng)用中，受海洋核動(dòng)力平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)限制，其發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)僅依賴于零序電壓、機(jī)端與中性點(diǎn)三次諧波電壓比值，無法體現(xiàn)接地故障的危害程度，不能依據(jù)故障程度自適應(yīng)決定切機(jī)控制方式，無法滿足核動(dòng)力平臺(tái)安全運(yùn)行要求。

考慮到發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障在所有故障類型中占比最高，因此海洋核動(dòng)力平臺(tái)發(fā)電機(jī)定子接地程度故障診斷問題亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種海洋核動(dòng)力平臺(tái)發(fā)電機(jī)定子接地故障程度診斷方法和系統(tǒng)，其目的在于為海洋核動(dòng)力平臺(tái)發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)提供故障程度參考，使其能夠依據(jù)故障程度自適應(yīng)決定切機(jī)控制方式，保證海洋核動(dòng)力平臺(tái)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種海洋核動(dòng)力平臺(tái)發(fā)電機(jī)定子接地故障程度診斷方法，包括：

S1.確定發(fā)電機(jī)定子接地故障時(shí)的最大接地故障電流和系統(tǒng)最大過電壓；

S2.利用最大接地故障電流和系統(tǒng)最大過電壓分別對(duì)接地故障電流和系統(tǒng)過電壓統(tǒng)一量綱，并建立發(fā)電機(jī)定子接地故障程度診斷函數(shù)；所述發(fā)電機(jī)定子接地故障程度診斷函數(shù)用于通過發(fā)電機(jī)接地故障電流大小和系統(tǒng)過電壓大小反映定子接地故障嚴(yán)重程度；

S3.測(cè)量機(jī)端和中性點(diǎn)三次諧波電壓，實(shí)時(shí)計(jì)算發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的直連線路對(duì)地電容；

S4.發(fā)生接地故障后，利用故障后的零序電壓、故障后與故障前中性點(diǎn)電壓三次諧波分量的變化量，以及故障前實(shí)時(shí)計(jì)算得到的直連線路對(duì)地電容，計(jì)算發(fā)電機(jī)定子接地故障后的接地故障電流；

S5.測(cè)量相位超前于接地故障相的機(jī)端對(duì)地電壓，得到故障后的系統(tǒng)過電壓；

S6.將接地故障電流和系統(tǒng)過電壓代入所述故障程度診斷函數(shù)中，計(jì)算接地故障程度，完成診斷過程。

進(jìn)一步地，步驟S1具體為，

設(shè)置發(fā)電機(jī)機(jī)端單相金屬性接地故障，測(cè)量此時(shí)的接地故障電流為發(fā)電機(jī)定子接地故障時(shí)可能產(chǎn)生的最大接地故障電流；

設(shè)置機(jī)端單相接地故障，測(cè)量不同接地過渡電阻阻值情況下機(jī)端故障超前相電壓幅值，當(dāng)幅值最大時(shí)，對(duì)應(yīng)值為發(fā)電機(jī)定子接地故障時(shí)可能產(chǎn)生的最大系統(tǒng)過電壓。

進(jìn)一步地，采用梯形模糊隸屬度函數(shù)對(duì)接地故障電流和系統(tǒng)過電壓統(tǒng)一量綱。

進(jìn)一步地，發(fā)電機(jī)定子接地故障程度診斷函數(shù)為：

其中，為發(fā)電機(jī)接地故障電流隸屬度函數(shù)；為系統(tǒng)過電壓隸屬度函數(shù)；c₁、c₂為權(quán)值系數(shù)；