勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法
2023-10-05 16:58:29
勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法
【專利摘要】本發明公開了一種勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法，使用切換採樣式轉子接地保護方法實時監測發電機轉子繞組及其相連迴路的對地絕緣，當勵磁迴路發生接地故障時，計算出接地故障相對位置，若接地位置值在50%附近，且勵磁繞組正、負端對地電壓的基波有效值最大值與勵磁電壓的比值超過設定值時，則認為勵磁變壓器低壓側發生了單相接地故障。
【專利說明】勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法及採用該方法的 裝直。
【背景技術】
[0002] 發電機轉子繞組及其相連迴路(簡稱勵磁迴路）接地故障是發電機組最為常見的 故障形式之一。由於勵磁迴路的複雜性，發生一點接地故障後，需要排查的環節比較多，接 地故障點位置測量功能可減少排查工作量，縮短故障排查時間。切換採樣式轉子接地保護 原理(也稱為桌球式原理）在現場得到廣泛應用，該原理不僅能夠檢測轉子繞組本體的絕 緣下降，其檢測範圍還包括轉子繞組至可控矽之間的電纜、轉子繞組至保護之間的電纜、碳 刷、集電環等部位。當勵磁變壓器低壓側發生接地故障時，在一個工頻周期內，轉子繞組的 正端和負端各有三分之一的時間接地，切換採樣式轉子接地保護原理也可以檢測到對地絕 緣電阻值的下降，並且計算出的接地位置值在50%左右波動，可能會誤導現場人員接地故 障排查的方向。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是：提供一種勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法，以幫 助電廠人員快速排查故障。
[0004] 本發明採取的技術方案是：勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法，使用 切換採樣式轉子接地保護方法實時監測發電機轉子繞組及其相連迴路(簡稱勵磁迴路）的 對地絕緣，當勵磁迴路發生接地故障時，計算出接地故障相對位置，若接地位置值在50%附 近，且勵磁繞組正、負端對地電壓的基波有效值最大值與勵磁電壓的比值超過設定值時，則 認為勵磁變壓器低壓側發生了單相接地故障。
[0005] 進一步的，保護裝置使用切換採樣式轉子接地保護方法實時監測勵磁迴路的對地 絕緣，當勵磁迴路發生接地故障時，計算得到接地電阻值&和接地故障相對位置a，R g srt 為轉子一點接地電阻定值，若Rg < Rg.set，且I α -50%| < Λ a set，Λ a set取5%?10%，此時 若勵磁繞組正、負端對地電壓的基波有效值(工頻交流幅值）最大值與勵磁電壓的一定比值 超過設定值k srt時，則認為勵磁變壓器低壓側發生了單相接地故障。
[0006] 進一步的，採用全波傅立葉算法計算勵磁繞組正、負端對地電壓的工頻交流幅值 14+1ω和14_ 1ω，若滿足：
[0007] max {Ur+-1ω，Ur_-1ω} > ksetUr，kset = 0· 1 ?0· 6 ②
[0008] 則勵磁變壓器低壓側發生了單相接地故障；l為勵磁電壓，由切換採樣式轉子接 地保護裝置內的採樣電阻測量。
[0009] 裝置使用切換採樣式轉子接地保護原理實時監測勵磁繞組的對地絕緣，當檢測到 接地故障時，計算得到接地電阻值R g和接地位置α，若Rg < Rg Srt，且I α -50%| < Λ a srt， Λ α set取5%?10%，此時勵磁繞組正、負端對地電壓的基波有效值最大值與勵磁電壓的比 值超過設定值ksrt，ksrt取0. 1?0. 6,則認為勵磁變壓器低壓側發生了單相接地故障。 [0010] 本發明的理論基礎：勵磁變壓器低壓側發生單相接地故障時，切換採樣式轉子接 地保護原理計算的接地位置為50%，並且勵磁繞組正、負端對地電壓含有幅值較大的工頻交 流分量；而勵磁繞組接地故障時，勵磁繞組正、負端對地電壓中幾乎沒有工頻交流分量，利 用此特徵即可區分勵磁變壓器低壓側單相接地故障和勵磁繞組一點接地故障。
[0011] 如圖1所示，當勵磁變壓器低壓側B相接地故障時，當可控矽V3導通時，相當於轉 子繞組正端接地；當可控矽V4導通時，相當於轉子繞組負端接地，在一個工頻周期內，轉子 繞組的正端和負端各有三分之一的時間接地。如圖2所示的電子開關S1和S2同時切換， 切換採樣迴路存在兩種狀態，將S1處於合位、S2處於分位定義為狀態1，將S2處於合位、S1 處於分位定義為狀態2。下面以狀態1為例進行分析，狀態2的情況類似。
[0012] 狀態1情況下，未發生勵磁變壓器低壓側單相接地故障時，轉子繞組正端對地電 壓1+和負端對地電壓Up分別為 ：
【權利要求】
1. 勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法，其特徵是：使用切換採樣式轉子接 地保護方法實時監測發電機轉子繞組及其相連迴路的對地絕緣，當勵磁迴路發生接地故障 時，計算出接地故障相對位置，若接地位置值在50%附近，且勵磁繞組正、負端對地電壓的 基波有效值最大值與勵磁電壓的比值超過設定值時，則認為勵磁變壓器低壓側發生了單相 接地故障。
2. 根據權利要求1所述的勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法，其特徵是： 保護裝置使用切換採樣式轉子接地保護方法實時監測勵磁迴路的對地絕緣，當勵磁迴路發 生接地故障時，計算得到接地電阻值Rg和接地故障相對位置a，Rg 為轉子一點接地電阻 定值，若Rg < Rg.set，且I α _50%| < Λ a set，Λ a set取5%?10%，此時若勵磁繞組正、負端對 地電壓的基波有效值最大值與勵磁電壓的一定比值超過設定值ksrt時，則認為勵磁變壓器 低壓側發生了單相接地故障。
3. 根據權利要求2所述的勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法，其特徵是： 採用全波傅立葉算法計算勵磁繞組正、負端對地電壓的工頻交流幅值，若滿 足： m￡ix{Ur+-1ω, Ur_-1ω} > ksetUr, kset = 0· 1 ?0· 6 ② 則勵磁變壓器低壓側發生了單相接地故障；I為勵磁電壓，由切換採樣式轉子接地保 護裝置內的採樣電阻測量。
4. 根據權利要求2所述的勵磁變壓器低壓側單相接地故障在線識別方法，其特徵是： 勵磁迴路的接地電阻計算值Rg小於R g.srt。
【文檔編號】G01R31/02GK104215867SQ201310215138
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2013年5月30日
【發明者】陳俊, 沈全榮, 嚴偉, 王凱, 張琦雪, 郭自剛 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術有限公司