勵磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種勵磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識別方法，使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護方法實時監(jiān)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組及其相連回路的對地絕緣，當勵磁回路發(fā)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(cè)發(fā)生了單相接地故障。
【專利說明】勵磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識別方法

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

【背景技術】
[0002] 發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組及其相連回路(簡稱勵磁回路）接地故障是發(fā)電機組最為常見的 故障形式之一。由于勵磁回路的復雜性，發(fā)生一點接地故障后，需要排查的環(huán)節(jié)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。切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護 原理(也稱為乒乓式原理）在現(xiàn)場得到廣泛應用，該原理不僅能夠檢測轉(zhuǎn)子繞組本體的絕 緣下降，其檢測范圍還包括轉(zhuǎn)子繞組至可控硅之間的電纜、轉(zhuǎn)子繞組至保護之間的電纜、碳 刷、集電環(huán)等部位。當勵磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生接地故障時，在一個工頻周期內(nèi)，轉(zhuǎn)子繞組的 正端和負端各有三分之一的時間接地，切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護原理也可以檢測到對地絕 緣電阻值的下降，并且計算出的接地位置值在50%左右波動，可能會誤導現(xiàn)場人員接地故 障排查的方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是：提供一種勵磁變壓器低壓側(cè)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(fā)明采取的技術方案是：勵磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識別方法，使用 切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護方法實時監(jiān)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組及其相連回路(簡稱勵磁回路）的 對地絕緣，當勵磁回路發(fā)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(cè)發(fā)生了單相接地故障。
[0005] 進一步的，保護裝置使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護方法實時監(jiān)測勵磁回路的對地 絕緣，當勵磁回路發(fā)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(zhuǎn)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(cè)發(fā)生了單相接地故障。
[0006] 進一步的，采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(cè)發(fā)生了單相接地故障；l為勵磁電壓，由切換采樣式轉(zhuǎn)子接 地保護裝置內(nèi)的采樣電阻測量。
[0009] 裝置使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護原理實時監(jiān)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(cè)發(fā)生了單相接地故障。 [0010] 本發(fā)明的理論基礎：勵磁變壓器低壓側(cè)發(fā)生單相接地故障時，切換采樣式轉(zhuǎn)子接 地保護原理計算的接地位置為50%，并且勵磁繞組正、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 用此特征即可區(qū)分勵磁變壓器低壓側(cè)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(cè)B相接地故障時，當可控硅V3導通時，相當于轉(zhuǎn) 子繞組正端接地；當可控硅V4導通時，相當于轉(zhuǎn)子繞組負端接地，在一個工頻周期內(nèi)，轉(zhuǎn)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)生勵磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障時，轉(zhuǎn)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(cè)單相接地故障在線識別方法，其特征是：使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接 地保護方法實時監(jiān)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組及其相連回路的對地絕緣，當勵磁回路發(fā)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(cè)發(fā)生了單相 接地故障。
2. 根據(jù)權利要求1所述的勵磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識別方法，其特征是： 保護裝置使用切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保護方法實時監(jiān)測勵磁回路的對地絕緣，當勵磁回路發(fā) 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(zhuǎn)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(cè)發(fā)生了單相接地故障。
3. 根據(jù)權利要求2所述的勵磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識別方法，其特征是： 采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(cè)發(fā)生了單相接地故障；I為勵磁電壓，由切換采樣式轉(zhuǎn)子接地保 護裝置內(nèi)的采樣電阻測量。
4. 根據(jù)權利要求2所述的勵磁變壓器低壓側(cè)單相接地故障在線識別方法，其特征是： 勵磁回路的接地電阻計算值Rg小于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(yōu)先權日:2013年5月30日
【發(fā)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