專(zhuān)利名稱(chēng)：基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間短if各保護(hù)方法，
屬于發(fā)電機(jī)定子匝間^ii^保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前,業(yè)內(nèi)"fi^fM的^發(fā)電機(jī)定子匝間M^保護(hù)主要有這贈(zèng):單元件橫差保護(hù)、裂相橫差保護(hù)、不完全縱差保護(hù)、縱向零序電壓保護(hù)、故障^J:負(fù)序方向保護(hù)。^il些保護(hù)老P^有其缺點(diǎn)
1、 當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組無(wú)并聯(lián)分支，或中性點(diǎn)僅引出三個(gè)端子時(shí)，就完全喪失裝設(shè)單元件橫差保護(hù)、裂相橫差保護(hù)和不完全縱差保護(hù)的可能性。
2、 縱向零序電壓保護(hù)必須裝設(shè)專(zhuān)用電壓互感器，該互感器的一次側(cè)中性點(diǎn)直接與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)連接，不利于發(fā)電積凌4^行；JL^保護(hù)無(wú)法雙重化。
3、 故障分量負(fù)序方向保護(hù)在外部故障切除時(shí)易誤動(dòng)，JL^發(fā)電機(jī)并網(wǎng)之前不^^f乍用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)^lL,克服3M發(fā)電機(jī)定子匝間Mi^保護(hù)方
法的不足，提l種基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間MJ 各保護(hù)方法。
本發(fā)明解決^t支術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案如下基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間短i^保護(hù)方法，包括有主判據(jù)和閉鎖判據(jù)，所述的主判據(jù)由發(fā)電才ii4^負(fù)序電壓Vu和中性點(diǎn)負(fù)序電流12構(gòu)成，所述閉鎖判據(jù)由發(fā)電才;0^負(fù)序電壓Vu，主變高壓側(cè)負(fù)序電壓Vn2,主變中壓側(cè)負(fù)序電壓Vm2，高廠變壓1分支負(fù)序電壓VIV2，高廠變壓2分支負(fù)序電壓1構(gòu)成；
本方法步-驟如下
4(1)、判斷不等式^2q 、 /22^是否成立，兩個(gè)不等式中任意一個(gè)
成立，則主判據(jù)成立，并轉(zhuǎn)至步驟(2),如果兩個(gè)不等式都不成立，則主判據(jù)不成立，退出本次判斷,等待下一次保護(hù)中斷重新判斷，其中，a、 e2
為整定動(dòng)作門(mén)檻，a的取值范圍4^Mti常運(yùn)行時(shí)的才咸最大負(fù)序電壓整定、f2的取值范圍^IMiiE常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)最大負(fù)序電電流整定；
(2 )、判斷不等式r〃2 - r/2 2 f3 、 ^2 - F/2 2 s4 、 PV2 - F/2 2 e5 、&2-^ 2&是否成立，四個(gè)不等式中任意一個(gè)成立，則閉鎖判據(jù)成立，立即閉鎖保護(hù)，如果四個(gè)不等式都不成立，則閉鎖判據(jù)不成立，延時(shí)t秒保
護(hù)動(dòng)作并發(fā)告IH言號(hào)，其中&、 s4、 s5、 4為整定閉鎖門(mén)檻，5的取值范
圍按IWjE常運(yùn)4亍時(shí)主變高壓側(cè)與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定、&的$1值范
圍按IMti常運(yùn)行時(shí)主變中壓側(cè)與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定、f5的取值范圍按4乘iiit常運(yùn)行時(shí)高廠變1分支與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定、&的取值
范圍^^iiit常運(yùn)行時(shí)高廠變2分支與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定、t的取值范圍^4組區(qū)內(nèi)及區(qū)外主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定。
本發(fā)明的有益效果如下
1、 不^L^發(fā)電機(jī)內(nèi)的各種非對(duì)稱(chēng)故障，還可以^主變及才咸廠用
變壓器的一p分內(nèi)部故障。
2、 與縱向零序電壓方案相比較，可不增加一次i殳MJL^易雙重4匕。
3、 在靠i^電機(jī)中性點(diǎn)處相間故障時(shí)，負(fù)序方向或故障^J:負(fù)序方向
保護(hù)靈^1很低，本保護(hù)則可得到較高的靈每嫂。
4 、對(duì)于未并入系^il行的發(fā)電機(jī)同樣可起到保護(hù)作用。


圖l為發(fā)變組簡(jiǎn)化系統(tǒng)圖。
圖2為發(fā)變組負(fù)序阻抗圖。
圖3為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間Mif各或開(kāi)焊情況下負(fù)序等值電路圖。圖4為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間Mi 各或開(kāi)焊情況下負(fù)序電壓分布圖。圖5為發(fā)電機(jī)定子繞iM目間^^各情況下負(fù)序等值電路圖。圖6為發(fā)電機(jī)定子繞^L^目間M^各情況下負(fù)序電壓分布圖。
圖7為發(fā)電才/^卜部非對(duì)稱(chēng)故障情況下負(fù)序等值電路圖。
圖8為發(fā)電積》卜部非對(duì)稱(chēng)故障情況下負(fù)序電壓分布圖。
圖9為本發(fā)明基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)方法所取
用的負(fù)序電壓和負(fù)序電流示意圖。
圖10本發(fā)明基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間41^各保護(hù)方法的保
護(hù)iE輯4匡圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。
如圖1所示，發(fā)變組簡(jiǎn)化系統(tǒng)圖，圖中，發(fā)電機(jī)G經(jīng)升壓變壓器T接入系統(tǒng)；圖2為發(fā)變組負(fù)序阻抗圖。
圖3、圖4分別^I發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間M^或開(kāi)焊情況下負(fù)序等值電路圖、負(fù)序電壓分布圖。不難看出，才 負(fù)序電壓仏2大于變壓器高壓側(cè)的負(fù)序電壓仏2，差值為l2sZT,取決于匝間短路的匝數(shù)或開(kāi)焊時(shí)的負(fù)序電流及系統(tǒng)阻抗。
圖5、圖6分別表示發(fā)電機(jī)定子繞組相間M^各情況下負(fù)序等值電路圖、
負(fù)序電壓分布圖。紐核Uc2〉UT2，其差值為l2sZ"取決于M^各點(diǎn)的位置
及系統(tǒng)阻抗。
圖7、圖8分別反gfe^電才;i^卜部非對(duì)稱(chēng)故障情況下負(fù)序等值電路圖、
負(fù)序電壓分布圖。才咸負(fù)序電壓仏2與變壓器高壓側(cè)電壓Un有如下關(guān)系
Ug2 = 了2^2 = (1)
4汰電機(jī)的負(fù)序阻抗;^丈與升壓變壓器的^ 各阻^^目當(dāng)，由(1)式可知，此情況變壓器高壓側(cè)負(fù)序電壓大約為才咸負(fù)序電壓的兩倍，其M
倍數(shù)取決于故障類(lèi)型及系統(tǒng)阻抗Zst和Zss的數(shù)值。
綜上所述，可采用機(jī)端負(fù)序電壓大于于某一定值作為主判據(jù)，變壓器
非才;L4電壓側(cè)的負(fù)序電壓大于才誠(chéng)負(fù)序電壓作為閉鎖判據(jù)。但是，分析圖2和圖3可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)內(nèi)部的故障點(diǎn)越靠近中性點(diǎn)，才;L^負(fù)序電壓Uc2
越小，本保護(hù)的靈壽^1 ^低。為此，可增力口發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)負(fù)序電流大于某一定值作為主判據(jù)，與才咸負(fù)序電壓判據(jù)構(gòu)成邏輯"或"。故障點(diǎn)越遠(yuǎn)
離中性點(diǎn)，中性點(diǎn)側(cè)負(fù)序電;j^小，而才喊負(fù)序電壓越大。中性點(diǎn)負(fù)序電濟(jì)*才咸負(fù)序電壓相互補(bǔ)充，保證了本保護(hù)具有足夠的靈壽嫂。
如圖io所示，本發(fā)明基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)方法，包括有主判據(jù)和閉鎖判據(jù)，所述的主判據(jù)由發(fā)電枳3幾端負(fù)序電壓vI2和中性點(diǎn)負(fù)序電流12構(gòu)成，所述閉鎖判據(jù)由發(fā)電才/0^負(fù)序電壓Vu，主變高壓側(cè)負(fù)序電壓v 2,主變中壓側(cè)負(fù)序電壓v I2，高廠變壓i分支負(fù)序電壓
Vm,高廠變壓2分支負(fù)序電壓1構(gòu)成；本發(fā)明保護(hù)方法所取用的負(fù)序電壓和負(fù)序電流參見(jiàn)圖9，
本方法步驟如下
(1) 、判斷不等式^2q 、 /22&是否成立，兩個(gè)不等式中任意一個(gè)
成立，則主判據(jù)成立，并轉(zhuǎn)至步驟(2)，如果兩個(gè)不等式都不成立，則主
判據(jù)不成立，退出和欠判斷，等待下一次保護(hù)中斷重新判斷，其中，&、 s2
為整定動(dòng)作門(mén)搵，《的取值范圍按^iii常運(yùn)行時(shí)的機(jī)端最大負(fù)序電壓整
定(建議6-7V)、 ^的取值范圍按^Mii常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)最大負(fù)序電電流整定(建議O. 5-1. 5A);
(2) 、判斷不等式r//2-K/2》e3、 r///2-r/2^e4 、 F/2》e5 、&2-^2&是否成立，四個(gè)不等式中任意一個(gè)成立，則閉鎖判據(jù)成立，立即閉鎖保護(hù)，如果四個(gè)不等式都不成立，則閉鎖判據(jù)不成立，延時(shí)t秒保護(hù)動(dòng)作并發(fā)告^f言號(hào)，其中5、 s4、 e5、 4為整定閉鎖門(mén)榲，A的取值范圍按4^tiL常運(yùn)行時(shí)主變高壓側(cè)與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定(建議2-3V )、e4的取值范圍按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)主變中壓側(cè)與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定(建議2-3V)、 s的取值范圍^^iii常運(yùn)行時(shí)高廠變1分支與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定(建議2-3V)、 4的取值范圍:fe^itiL常運(yùn)行時(shí)高廠變2分支與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定(建議2-3V)、 t的取值范圍按膝it區(qū)內(nèi)及區(qū)外主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定(建議0. 3-0. 5s )。
權(quán)利要求
1、基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)方法，包括有主判據(jù)和閉鎖判據(jù)，所述的主判據(jù)由發(fā)電機(jī)機(jī)端負(fù)序電壓VI2和中性點(diǎn)負(fù)序電流I2構(gòu)成，所述閉鎖判據(jù)由發(fā)電機(jī)機(jī)端負(fù)序電壓VI2，主變高壓側(cè)負(fù)序電壓VII2，主變中壓側(cè)負(fù)序電壓VIII2，高廠變壓1分支負(fù)序電壓VIV2，高廠變壓2分支負(fù)序電壓VV2構(gòu)成；本方法步驟如下(1)、判斷不等式VI2≥ε1、I2≥ε2是否成立，兩個(gè)不等式中任意一個(gè)成立，則主判據(jù)成立，并轉(zhuǎn)至步驟(2)，如果兩個(gè)不等式都不成立，則主判據(jù)不成立，退出本次判斷，等待下一次保護(hù)中斷重新判斷，其中，ε1、ε2為整定動(dòng)作門(mén)檻，ε1的取值范圍按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的機(jī)端最大負(fù)序電壓整定、ε2的取值范圍按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)最大負(fù)序電電流整定；(2)、判斷不等式VII2-VI2≥ε3、VIII2-VI2≥ε4、VIV2-VI2≥ε5、VV2-VI2≥ε6是否成立，四個(gè)不等式中任意一個(gè)成立，則閉鎖判據(jù)成立，立即閉鎖保護(hù)，如果四個(gè)不等式都不成立，則閉鎖判據(jù)不成立，延時(shí)t秒保護(hù)動(dòng)作并發(fā)告警信號(hào)，其中ε3、ε4、ε5、ε6為整定閉鎖門(mén)檻，ε3的取值范圍按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)主變高壓側(cè)與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定、ε4的取值范圍按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)主變中壓側(cè)與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定、ε5的取值范圍按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)高廠變1分支與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定、ε6的取值范圍按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)高廠變2分支與機(jī)端的最大負(fù)序壓差整定、t的取值范圍按躲過(guò)區(qū)內(nèi)及區(qū)外主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間M^保 護(hù)方法，其特征是步驟(l)中所述的整定動(dòng)作門(mén)檻^的最佳取值范圍為 6-7V;整定動(dòng)作門(mén)檻5的最佳取值范圍為0. 5-1. 5A。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間短 路保護(hù)方法，其特征是步驟(2)中所述的整定閉鎖門(mén)檻5的最佳取值范圍為2-3V、整定閉鎖門(mén)檻&的最佳取值范圍為2-3V、整定閉鎖門(mén)檻s的最佳 取值范圍為2-3V、整定閉鎖門(mén)檻&的最佳取值范圍為2-3V。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間短路保 護(hù)方法，其特4正是t的最佳^^直范圍為0. 3-0. 5s。
全文摘要
基于負(fù)序電壓分布的發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)方法，包括由發(fā)電機(jī)機(jī)端負(fù)序電壓和中性點(diǎn)負(fù)序電流構(gòu)成的主判據(jù)，由發(fā)電機(jī)機(jī)端負(fù)序電壓、主變高壓側(cè)負(fù)序電壓、主變中壓側(cè)負(fù)序電壓、高廠變壓1分支負(fù)序電壓、高廠變壓2分支負(fù)序電壓構(gòu)成的閉鎖判據(jù)，如果主判據(jù)成立，再判斷閉鎖判據(jù)是否成立，如果閉鎖判據(jù)也成立，則立即閉鎖保護(hù)，否則延時(shí)t秒保護(hù)動(dòng)作并發(fā)告警信號(hào)。本發(fā)明不僅反應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)的各種非對(duì)稱(chēng)故障，還可以反應(yīng)主變及積端廠用變壓器的一部分內(nèi)部故障；與縱向零序電壓方案相比較，可不增加一次設(shè)備并且容易雙重化；在靠近發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處相間故障時(shí)，本保護(hù)則可得到較高的靈敏度；對(duì)于未并入系統(tǒng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)同樣可起到保護(hù)作用。
文檔編號(hào)H02H7/08GK101505051SQ20091003020
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者葉榮波, 姜玉磊, 季學(xué)軍, 哲 李, 王祖光, 邱永生 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院;南京南瑞集團(tuán)公司