[發(fā)明專利]一種電氣量保護雙饋風(fēng)力發(fā)電機、出線電纜的系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113595032A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何信林;李毅;雷陽;王團結(jié);李春麗;王創(chuàng)博;劉沖;張文斌;鐵大為
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02H7/06
• 分類號: H02H7/06;H02H3/16;H02H3/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發(fā)明公開了一種電氣量保護雙饋風(fēng)力發(fā)電機、出線電纜的系統(tǒng)及方法，包括雙饋式發(fā)電機、發(fā)電機出線電纜、轉(zhuǎn)子變流器、發(fā)電機中性點側(cè)相電流互感器、發(fā)電機中性點零序電流互感器、變流器網(wǎng)側(cè)相電流互感器、機組升壓變低壓側(cè)電流互感器、差動保護及零序接地保護裝置、機組用電干式變電流互感器及變壓器低壓側(cè)斷路器，該系統(tǒng)及方法能夠在發(fā)電機和發(fā)電機出線電纜發(fā)生電氣故障時，判別故障類型、切除故障及并緊急停機。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源風(fēng)電機組繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電氣量保護雙饋風(fēng)力發(fā)電機、出線電纜的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，變速變槳距風(fēng)力發(fā)電機組應(yīng)用了變槳技術(shù)和變速恒頻技術(shù)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速可根據(jù)風(fēng)速的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便最大限度地吸收風(fēng)的能量，提高轉(zhuǎn)換效率。雙饋異步發(fā)電機在結(jié)構(gòu)上與繞線式異步電動機類似，定轉(zhuǎn)子三相對稱，轉(zhuǎn)子電流由滑環(huán)接入。風(fēng)速的變化通過增速齒輪箱傳遞到發(fā)電機，通過轉(zhuǎn)子變流器控制轉(zhuǎn)子電流的頻率、相位可以保持定子電流頻率的恒定。當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子高(低)于同步速時，控制變頻器能量流入(出)電網(wǎng)，電機定子向電網(wǎng)供應(yīng)電能頻率的穩(wěn)定。

GB/T19960.1《風(fēng)力發(fā)電機組第一部分：通用技術(shù)條件》中，風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電機和發(fā)電機出線電纜的保護是基于機組的控制系統(tǒng)實現(xiàn)，主要有發(fā)電機過溫度保護、電纜過纏繞保護、過電流保護、過電壓保護、過功率保護、瞬時過功率保護。在發(fā)電機和發(fā)電機出線電纜發(fā)生電氣故障時，過電流保護(變流器網(wǎng)側(cè)、機側(cè))不能準(zhǔn)確判別，發(fā)電機過溫度(軸承、繞組)保護過電壓保護、過功率保護、瞬時過功率保護也不能及時有效的判別。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種電氣量保護雙饋風(fēng)力發(fā)電機、出線電纜的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法能夠在發(fā)電機和發(fā)電機出線電纜發(fā)生電氣故障時，判別故障類型、切除故障及并緊急停機。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的電氣量保護雙饋風(fēng)力發(fā)電機、出線電纜的系統(tǒng)包括雙饋式發(fā)電機、發(fā)電機出線電纜、轉(zhuǎn)子變流器、發(fā)電機中性點側(cè)相電流互感器、發(fā)電機中性點零序電流互感器、變流器網(wǎng)側(cè)相電流互感器、機組升壓變低壓側(cè)電流互感器、差動保護及零序接地保護裝置、機組用電干式變電流互感器及變壓器低壓側(cè)斷路器；

發(fā)電機中性點側(cè)相電流互感器安裝于雙饋式發(fā)電機中性側(cè)中相分支出線上，雙饋式發(fā)電機中性側(cè)中的各相分支出線連接后經(jīng)發(fā)電機中性點零序電流互感器與中性點相連接，雙饋式發(fā)電機的輸出端經(jīng)發(fā)電機出線電纜及機組用電干式變電流互感器與變壓器低壓側(cè)斷路器相連接，轉(zhuǎn)子變流器的網(wǎng)側(cè)經(jīng)變流器網(wǎng)側(cè)相電流互感器與發(fā)電機出線電纜相連接，轉(zhuǎn)子變流器的機組升壓變低壓側(cè)經(jīng)機組升壓變低壓側(cè)電流互感器與發(fā)電機出線電纜相連接；

差動保護及零序接地保護裝置與變壓器低壓側(cè)斷路器、發(fā)電機中性點側(cè)相電流互感器、發(fā)電機中性點零序電流互感器、變流器網(wǎng)側(cè)相電流互感器、機組升壓變低壓側(cè)電流互感器及機組用電干式變電流互感器相連接。

發(fā)電機中性點側(cè)相電流互感器、變流器網(wǎng)側(cè)相電流互感器、機組升壓變低壓側(cè)電流互感器及機組用電干式變電流互感器之間的保護范圍內(nèi)出現(xiàn)的電氣故障為雙饋式發(fā)電機定子繞組三相短路故障、雙饋式發(fā)電機定子繞組兩相短路故障、發(fā)電機出線電纜三相短路故障、發(fā)電機出線電纜兩相短路故障中的一種或者幾種的組合。

發(fā)電機中性點零序電流互感器保護范圍內(nèi)雙饋式發(fā)電機及發(fā)電機出線電纜出現(xiàn)的電氣故障為雙饋式發(fā)電機定子繞組兩相短路接地故障、雙饋式發(fā)電機定子繞組單相接地故障、發(fā)電機出線電纜兩相短路接地故障及發(fā)電機出線電纜單相接地故障中的一種或者幾種的組合。

差動保護及零序接地保護裝置采集的電氣模擬量包括發(fā)電機中性點側(cè)相電流、變流器側(cè)相電流、機組用電干式高壓側(cè)電流、發(fā)電機中性點零序電流、發(fā)電機機端電壓及發(fā)電機頻率。

差動保護及零序接地保護裝置采集的開關(guān)量包括變槳裝置零位信號及變流器運行信號。

差動保護及零序接地保護裝置的跳閘出口包括至安全鏈裝置的出口、至變壓器低壓側(cè)斷路器出口及至變流器出口。