勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法，使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)方法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組及其相連回路的對(duì)地絕緣，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生接地故障時(shí)，計(jì)算出接地故障相對(duì)位置，若接地位置值在50%附近，且勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì)地電壓的基波有效值最大值與勵(lì)磁電壓的比值超過(guò)設(shè)定值時(shí)，則認(rèn)為勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生了單相接地故障。
【專利說(shuō)明】勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法及采用該方法的 裝直。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組及其相連回路(簡(jiǎn)稱勵(lì)磁回路）接地故障是發(fā)電機(jī)組最為常見的 故障形式之一。由于勵(lì)磁回路的復(fù)雜性，發(fā)生一點(diǎn)接地故障后，需要排查的環(huán)節(jié)比較多，接 地故障點(diǎn)位置測(cè)量功能可減少排查工作量，縮短故障排查時(shí)間。切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護(hù) 原理(也稱為乒乓式原理）在現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用，該原理不僅能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)子繞組本體的絕 緣下降，其檢測(cè)范圍還包括轉(zhuǎn)子繞組至可控硅之間的電纜、轉(zhuǎn)子繞組至保護(hù)之間的電纜、碳 刷、集電環(huán)等部位。當(dāng)勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)，在一個(gè)工頻周期內(nèi)，轉(zhuǎn)子繞組的 正端和負(fù)端各有三分之一的時(shí)間接地，切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)原理也可以檢測(cè)到對(duì)地絕 緣電阻值的下降，并且計(jì)算出的接地位置值在50%左右波動(dòng)，可能會(huì)誤導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員接地故 障排查的方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是：提供一種勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法，以幫 助電廠人員快速排查故障。
[0004] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法，使用 切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)方法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組及其相連回路(簡(jiǎn)稱勵(lì)磁回路）的 對(duì)地絕緣，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生接地故障時(shí)，計(jì)算出接地故障相對(duì)位置，若接地位置值在50%附 近，且勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì)地電壓的基波有效值最大值與勵(lì)磁電壓的比值超過(guò)設(shè)定值時(shí)，則 認(rèn)為勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生了單相接地故障。
[0005] 進(jìn)一步的，保護(hù)裝置使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)方法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)勵(lì)磁回路的對(duì)地 絕緣，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生接地故障時(shí)，計(jì)算得到接地電阻值&和接地故障相對(duì)位置a，R g srt 為轉(zhuǎn)子一點(diǎn)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(shí) 若勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì)地電壓的基波有效值(工頻交流幅值）最大值與勵(lì)磁電壓的一定比值 超過(guò)設(shè)定值k srt時(shí)，則認(rèn)為勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生了單相接地故障。
[0006] 進(jìn)一步的，采用全波傅立葉算法計(jì)算勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì)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(lì)磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生了單相接地故障；l為勵(lì)磁電壓，由切換采樣式轉(zhuǎn)子接 地保護(hù)裝置內(nèi)的采樣電阻測(cè)量。
[0009] 裝置使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)原理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)勵(lì)磁繞組的對(duì)地絕緣，當(dāng)檢測(cè)到 接地故障時(shí)，計(jì)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(shí)勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì)地電壓的基波有效值最大值與勵(lì)磁電壓的比 值超過(guò)設(shè)定值ksrt，ksrt取0. 1?0. 6,則認(rèn)為勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生了單相接地故障。 [0010] 本發(fā)明的理論基礎(chǔ)：勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生單相接地故障時(shí)，切換采樣式轉(zhuǎn)子接 地保護(hù)原理計(jì)算的接地位置為50%，并且勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì)地電壓含有幅值較大的工頻交 流分量；而勵(lì)磁繞組接地故障時(shí)，勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì)地電壓中幾乎沒有工頻交流分量，利 用此特征即可區(qū)分勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障和勵(lì)磁繞組一點(diǎn)接地故障。
[0011] 如圖1所示，當(dāng)勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)B相接地故障時(shí)，當(dāng)可控硅V3導(dǎo)通時(shí)，相當(dāng)于轉(zhuǎn) 子繞組正端接地；當(dāng)可控硅V4導(dǎo)通時(shí)，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子繞組負(fù)端接地，在一個(gè)工頻周期內(nèi)，轉(zhuǎn)子 繞組的正端和負(fù)端各有三分之一的時(shí)間接地。如圖2所示的電子開關(guān)S1和S2同時(shí)切換， 切換采樣回路存在兩種狀態(tài)，將S1處于合位、S2處于分位定義為狀態(tài)1，將S2處于合位、S1 處于分位定義為狀態(tài)2。下面以狀態(tài)1為例進(jìn)行分析，狀態(tài)2的情況類似。
[0012] 狀態(tài)1情況下，未發(fā)生勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組正端對(duì)地電 壓1+和負(fù)端對(duì)地電壓Up分別為 ：

【權(quán)利要求】
1. 勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法，其特征是：使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接 地保護(hù)方法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組及其相連回路的對(duì)地絕緣，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生接地故障 時(shí)，計(jì)算出接地故障相對(duì)位置，若接地位置值在50%附近，且勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì)地電壓的 基波有效值最大值與勵(lì)磁電壓的比值超過(guò)設(shè)定值時(shí)，則認(rèn)為勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生了單相 接地故障。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法，其特征是： 保護(hù)裝置使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)方法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)勵(lì)磁回路的對(duì)地絕緣，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā) 生接地故障時(shí)，計(jì)算得到接地電阻值Rg和接地故障相對(duì)位置a，Rg 為轉(zhuǎn)子一點(diǎn)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(shí)若勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì) 地電壓的基波有效值最大值與勵(lì)磁電壓的一定比值超過(guò)設(shè)定值ksrt時(shí)，則認(rèn)為勵(lì)磁變壓器 低壓側(cè)發(fā)生了單相接地故障。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法，其特征是： 采用全波傅立葉算法計(jì)算勵(lì)磁繞組正、負(fù)端對(duì)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(lì)磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生了單相接地故障；I為勵(lì)磁電壓，由切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保 護(hù)裝置內(nèi)的采樣電阻測(cè)量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識(shí)別方法，其特征是： 勵(lì)磁回路的接地電阻計(jì)算值Rg小于R g.srt。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK104215867SQ201310215138
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】陳俊, 沈全榮, 嚴(yán)偉, 王凱, 張琦雪, 郭自剛 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司