一种不受发电机绕组影响的注入式定子接地保护方法技术

一种不受发电机绕组影响的注入式定子接地保护方法，是从接地变压器二次侧绕组上的分压器上采集该接地变压器二次侧的电压从串接在所示接地变压器二次侧绕组上的电流互感器上采集该接地变压器二次侧的电流以超前45°作为分界线，当和的阻抗角在-45°～-225°之间时，保护判断为正常运行；当和的阻抗角在-45°～135°之间时，保护判断为接地故障，此时根据测得的注入信号频率的电压电流计算接地故障电阻R'g，折算到一次侧的阻抗值为Rg。根据接地电阻与整定值的关系，发出接地故障告警或动作于跳闸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统主设备继电保护
，尤其涉及到一种注入式发电机定 子接地保护方法。
技术介绍
发电机容易发生绕组线棒和定子铁芯之间绝缘的破坏，因此发生单相接地故障的 比例很高，约占定子故障的70%~80%。发电机定子接地故障往往是更为严重的相间短路 或匝间短路故障发生的先兆，定子接地保护的可靠与灵敏动作可以大幅减少这些严重故障 的发生几率。如果接地故障电流被限制在安全允许电流范围内，发电机定子铁芯可免受损 伤，由故障导致的直接和间接经济损失也将大大减少。对于100MW及以上的发电机组，不仅 要求装设100%保护区的定子接地保护，还要求在定子绕组任意一点经故障电阻接地时，保 护能灵敏动作，以防止接地故障的进一步扩大。因此，定子接地保护是发电机继电保护系统 中的重要组成部分。 目前，构成发电机定子接地保护的原理主要有基波零压保护、三次谐波电压保护、 零流保护和注入式定子接地保护。由于基波零压保护零流保护有死区，三次谐波电压保护 的可靠性差，相比之下，注入式定子接地保护所用信号是外加的，具有可靠性高、灵敏度高 且与故障点位置无关，并能起到绝缘监测作用等优点，在新建和将建的大型机组中普遍采 用，其中以外加12. 5Hz型和20Hz型定子接地保护应用最广。 注入式定子接地保护是用测得的接地电阻作为保护判据的。现有的注入式定子接 地保护的接地电阻值是按照导纳法计算的，忽略了发电机定子绕组的电感和电阻影响，会 增大测量误差，保护可能会出现不正确动作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于消除发电机定子绕组对接地电阻测量的影响，提高保护动作的 可靠性，保障发电机稳定运行，提出了一种不受发电机定子绕组影响的注入式定子接地保 护方法。 本专利技术具体采用以下技术方案： -种不受发电机定子绕组影响的注入式定子接地保护方法，其特征在于，所述方 法包括以下步骤： 步骤1 :将低频信号源的输出信号经低通滤波器后作为注入信号，由发电机中性 点的接地变压器的二次侧注入到发电机的中性点； 步骤2 :从发电机中性点的接地变压器二次侧绕组所并接的分压器上实时采集该 接地变压器二次侧的电压信号即注入信号的电压分量R，从串接在接地变压器二次侧绕组 上的电流互感器上实时采集该接地变压器二次侧的电流信号即注入信号的电流分量 步骤3 :按照以下公式，计算装置测得的注入信号电压和注入信号电流的阻抗角 0 ：【主权项】1. 一种不受发电机定子绕组影响的注入式定子接地保护方法，其特征在于，所述方法 包括以下步骤： 步骤1 :将低频信号源的输出信号经低通滤波器后作为注入信号，由发电机中性点的 接地变压器的二次侧注入到发电机的中性点； 步骤2 :从发电机中性点的接地变压器二次侧绕组所并接的分压器上实时采集该接地 变压器二次侧的电压信号即注入信号的电压分量队，从串接在接地变压器二次侧绕组上的 电流互感器上实时采集该接地变压器二次侧的电流信号即注入信号的电流分量I; 步骤3:按照以下公式，计算装置测得的注入信号电压和注入信号电流的阻抗角Θ :步骤4:根据步骤3计算所得的阻抗角Θ来判断发电机定子是否发生接地故障； 当-225° < Θ <-45°时，判断发电机定子无故障； 当-45° < Θ <135°时，判断发电机定子发生接地故障； 步骤5 :若由步骤4判断发电机定子发生了接地故障，此时根据步骤2测得的注入信号 的电压分量心的有效值Uz、电流分量丨2的有效值Iz以及步骤3得到的阻抗角Θ计算折算 到接地变压器二次侧的接地故障电阻W g:步骤6 :按以下公式计算折算到接地变压器一次侧的定子对地故障电阻Rg; Rg= kR，g 其中，k表示电阻折算系数，即保护装置计算所得的接地电阻的一次值与保护装置计算 所得的二次值的比值； 步骤7 :将保护计算所得的接地电阻一次值&与保护接地故障电阻的整定值比较， 当Rg大于保护接地故障电阻的高整定值R srt.H时，发电机定子无故障； 当Rg小于保护接地故障电阻的高整定值R srt.H，但大于保护接地故障电阻的低整定值 RsrtJt发电机继续运行，但保护装置发告警信号； 当Rg小于保护接地故障电阻的低整定值Rsrt^时，保护装置动作于跳闸，发电机退出运 行。【专利摘要】，是从接地变压器二次侧绕组上的分压器上采集该接地变压器二次侧的电压从串接在所示接地变压器二次侧绕组上的电流互感器上采集该接地变压器二次侧的电流以超前45°作为分界线，当和的阻抗角在-45°～-225°之间时，保护判断为正常运行；当和的阻抗角在-45°～135°之间时，保护判断为接地故障，此时根据测得的注入信号频率的电压电流计算接地故障电阻R'g，折算到一次侧的阻抗值为Rg。根据接地电阻与整定值的关系，发出接地故障告警或动作于跳闸。【IPC分类】H02H7-06【公开号】CN104852355【申请号】CN201510275893【专利技术人】黄少锋, 焦利霞, 李树峰, 苏毅, 邓琳, 张玲华 【申请人】北京四方继保自动化股份有限公司, 华北电力大学【公开日】2015年8月19日【申请日】2015年5月27日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不受发电机定子绕组影响的注入式定子接地保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：将低频信号源的输出信号经低通滤波器后作为注入信号，由发电机中性点的接地变压器的二次侧注入到发电机的中性点；步骤2：从发电机中性点的接地变压器二次侧绕组所并接的分压器上实时采集该接地变压器二次侧的电压信号即注入信号的电压分量从串接在接地变压器二次侧绕组上的电流互感器上实时采集该接地变压器二次侧的电流信号即注入信号的电流分量步骤3：按照以下公式，计算装置测得的注入信号电压和注入信号电流的阻抗角θ：θ=arg(U.Z/I.Z).]]>步骤4：根据步骤3计算所得的阻抗角θ来判断发电机定子是否发生接地故障；当‑225°≤θ≤‑45°时，判断发电机定子无故障；当‑45°≤θ≤135°时，判断发电机定子发生接地故障；步骤5：若由步骤4判断发电机定子发生了接地故障，此时根据步骤2测得的注入信号的电压分量的有效值Uz、电流分量的有效值Iz以及步骤3得到的阻抗角θ计算折算到接地变压器二次侧的接地故障电阻R′g：Rg′=UZcosθIZ;]]>步骤6：按以下公式计算折算到接地变压器一次侧的定子对地故障电阻Rg；Rg＝kR′g其中，k表示电阻折算系数，即保护装置计算所得的接地电阻的一次值与保护装置计算所得的二次值的比值；步骤7：将保护计算所得的接地电阻一次值Rg与保护接地故障电阻的整定值比较，当Rg大于保护接地故障电阻的高整定值Rset.H时，发电机定子无故障；当Rg小于保护接地故障电阻的高整定值Rset.H，但大于保护接地故障电阻的低整定值Rset.L时，发电机继续运行，但保护装置发告警信号；当Rg小于保护接地故障电阻的低整定值Rset.L时，保护装置动作于跳闸，发电机退出运行。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄少锋，焦利霞，李树峰，苏毅，邓琳，张玲华，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11