一种发电机定子接地保护系统、方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种发电机定子接地保护系统、方法和装置，其中该系统包括保护装置以及与发电机定子绕组的接地变压器二次侧相连接的低频供电回路，低频供电回路上设置有低频外加电源，接地变压器二次侧两端并联设置有负载电阻支路，保护系统还包括第一电流检测模块和第二电流检测模块，保护装置采样连接第一电流检测模块和第二电流检测模块。本发明专利技术通过两个电流检测模块分别检测供电回路中的低频电流和负载电路支路上的低频电流，同时采用电流检测模块避免因电流检测模块与电压检测模块的不同而造成的检测幅值和角度的误差，使得接地保护的接地电阻的计算更加准确，进一步的提高了发电机接地保护的测量精度，具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机定子接地保护系统、方法和装置
本专利技术涉及一种发电机定子接地保护系统、方法和装置，属于电力系统发电机的继电保护领域。
技术介绍
发电机定子接地是现有电力系统中发电机的常规故障，零序电压和三次谐波双频式定子接地保护虽然能反应发电机定子接地故障，但是双频式定子接地保护精度与发电机定子接地故障位置以及接地电阻有关，不同的接地位置和接地电阻可能有相同的电气量，不能直接测量发电机接地电阻，不能直观的反映发电机定子接地故障。注入式定子接地保护方案直接计算出发电机的接地电阻，且不受接地故障位置影响，已广泛应用于大型发电机继电保护。常规发电机注入式定子接地保护方案，在接地变压器的二次侧回路中外加低频电源，并检测外加电源两端的低频电压以及回路中的低频电流，根据该低频电压和低频电流求取发电机定子绕组接地电阻，就能够根据该接地电阻进行定子接地保护判断。在发电机机端发生定子金属性接地时，发电机中性点产生大小等于发电机额定相电压的零序电压，折算到接地变二次侧，在接地变二次侧负载电阻Rn两端产生工频电压，以发电机额定电压Un为20kV,接地变压器的变比N＝20为例，二次负载电阻Rn两端产生的工频电压大小为577V。而由于外加低频电源(以20Hz为例)的原因，在二次负载电阻Rn两端产生的20Hz电压一般在2-3V,保护装置需要在577V工频电压分离出3V的20Hz电压，这就出现了大量程测量小电压的情况，而这种情况下产生的误差直接影响20Hz定子接地保护的精度；而且，20Hz低频电压和20Hz低频电流为两种不同的数据信息，需要通过两种不同的测量回路以及测量设备进行检测，而测量回路以及测量设备的不同型会因幅值和角度误差而产生较大的检测误差，因此如图1所示的传统的定子接地保护的接地电阻的检测方式的检测误差较大，特别是在发电机经过较大电阻接地时，常规发电机注入式定子接地保护误差较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发电机定子接地保护系统、方法和装置，用于解决通过检测低频电压和低频电流的方式计算定子接地保护的接地电阻会造成较大检测误差的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种发电机定子接地保护系统，包括保护装置以及与发电机定子绕组的接地变压器二次侧相连接的低频供电回路，低频供电回路上设置有低频外加电源，接地变压器二次侧两端并联设置有负载电阻支路，发电机定子接地保护系统还包括第一电流检测模块和第二电流检测模块，保护装置采样连接第一电流检测模块和第二电流检测模块，第一电流检测模块用于检测低频供电回路中的电流，得到第一电流信息，第二电流检测模块用于检测负载电阻支路上的电流，得到第二电流信息，保护装置分别提取第一电流信息和第二电流信息中的与低频外加电源对应的低频电流信息，并根据得到的低频电流信息计算得到定子接地保护对应的接地电阻以用于实现定子接地保护。本系统通过两个电流检测模块分别检测供电回路中的低频电流和负载电路支路上的低频电流，同时采用电流检测模块避免因电流检测模块与电压检测模块的不同而造成的检测幅值和角度的误差，使得接地保护的接地电阻的计算更加准确，进一步的提高了发电机接地保护的测量精度，提高检测的准确度，保证了电力设备的安全运行，具有较高的应用价值。进一步的，定子接地保护对应的接地电阻为：其中，Rg为定子接地保护对应的接地电阻，N为接地变压器的变比，为折算到接地变压器二次侧的计算电压，为折算到接地变压器二次侧的计算电流,Rk+jXk为接地变压器漏阻抗，为接地变压器励磁电动势，为接地变压器励磁电流，Rm+jXm为励磁阻抗，为低频供电回路中的低频电流，为负载电阻所在支路的低频电流，Rn为负载电阻。通过上述公式可以更加准确的计算接地电阻，进一步的提高了发电机接地保护的测量精度。进一步的，低频供电回路上还设置有低频带通滤波器。低频带通滤波器时用于保证只有特定频段的波通过，避免其他波段波的影响而造成检测的准确度降低。进一步的，第一电流检测模块和第二电流检测模块为两个相同的电流检测设备。采用相同的电流检测设备，避免设备不同而造成的误差，进一步的提高检测的准确度。另外，还提出一种发电机定子接地保护方法，包括以下步骤：(1)检测接地变压器二次侧的低频供电回路中的电流，得到第一电流信息，检测接地变压器二次侧的负载电阻所在支路的电流，得到第二电流信息；(2)分别提取第一电流信息和第二电流信息中的与低频外加电源对应的低频电流信息；(3)根据得到的低频电流信息计算得到定子接地保护对应的接地电阻以用于实现定子接地保护。本方法通过分别检测供电回路中的低频电流信息和负载电路支路上的低频电流信息，同时采用电流检测模块避免因电流检测模块与电压检测模块的不同而造成的检测幅值和角度的误差，使得接地保护的接地电阻的计算更加准确，进一步的提高了发电机接地保护的测量精度，提高检测的准确度，保证了电力设备的安全运行，具有较高的应用价值。进一步的，发电机定子接地保护方法还包括对接地变压器进行电路等效，得到T型网络等效回路，通过T型网络等效回路以及低频电流信息计算定子接地保护对应的接地电阻的步骤。T型网络等效回路可以更加准确的计算接地电阻，进一步的提高了发电机接地保护的测量精度。进一步的，定子接地保护对应的接地电阻为：T型网络等效回路中，Rg为定子接地保护对应的接地电阻，N为接地变压器的变比，为折算到接地变压器二次侧的计算电压，为折算到接地变压器二次侧的计算电流,Rk+jXk为接地变压器漏阻抗，为接地变压器励磁电动势，为接地变压器励磁电流，Rm+jXm为励磁阻抗，为低频供电回路中的低频电流，为负载电阻所在支路的低频电流，Rn为负载电阻。通过上述公式可以更加准确的计算接地电阻，进一步的提高了发电机接地保护的测量精度。另外，还提出一种发电机定子接地保护装置，包括处理器和存储器，处理器处理存储器中存储的程序指令以实现如下方法：(1)检测接地变压器二次侧的低频供电回路中的电流，得到第一电流信息，检测接地变压器二次侧的负载电阻所在支路的电流，得到第二电流信息；(2)分别提取第一电流信息和第二电流信息中的与低频外加电源对应的低频电流信息；(3)根据得到的低频电流信息计算得到定子接地保护对应的接地电阻以用于实现定子接地保护。本装置通过分别检测供电回路中的低频电流信息和负载电路支路上的低频电流信息，同时采用电流检测模块避免因电流检测模块与电压检测模块的不同而造成的检测幅值和角度的误差，使得接地保护的接地电阻的计算更加准确，进一步的提高了发电机接地保护的测量精度，提高检测的准确度，保证了电力设备的安全运行，具有较高的应用价值。进一步的，发电机定子接地保护装置还实现对接地变压器进行电路等效，得到T型网络等效回路，通过T型网络等效回路以及低频电流信息计算定子接地保护对应的接地电阻的步骤。T型网络等效回路可以更加准确的计算接地电阻，进一步的提高了发电机接地保护的测量精度。进一步的，定子接地保护对应的接地电阻为：T型网络等效回路中，Rg为定子接地保护对应的接地电阻，N为接地变压器的变比，为折算到接地变压器二次侧的计算电压，为折算到接地变压器二次侧的计算电流,Rk+jXk为接地变压器漏阻抗，为接地变压器励磁电动势，为接地变压器励磁电流，Rm+jXm为励磁阻抗，为低频供电回路中的低频电流，为负载电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机定子接地保护系统，包括保护装置以及与发电机定子绕组的接地变压器二次侧相连接的低频供电回路，所述低频供电回路上设置有低频外加电源，所述接地变压器二次侧两端并联设置有负载电阻支路，其特征在于，所述发电机定子接地保护系统还包括第一电流检测模块和第二电流检测模块，所述保护装置采样连接所述第一电流检测模块和第二电流检测模块，所述第一电流检测模块用于检测所述低频供电回路中的电流，得到第一电流信息，所述第二电流检测模块用于检测负载电阻支路上的电流，得到第二电流信息，所述保护装置分别提取第一电流信息和第二电流信息中的与低频外加电源对应的低频电流信息，并根据得到的低频电流信息计算得到定子接地保护对应的接地电阻以用于实现定子接地保护。

【技术特征摘要】
1.一种发电机定子接地保护系统，包括保护装置以及与发电机定子绕组的接地变压器二次侧相连接的低频供电回路，所述低频供电回路上设置有低频外加电源，所述接地变压器二次侧两端并联设置有负载电阻支路，其特征在于，所述发电机定子接地保护系统还包括第一电流检测模块和第二电流检测模块，所述保护装置采样连接所述第一电流检测模块和第二电流检测模块，所述第一电流检测模块用于检测所述低频供电回路中的电流，得到第一电流信息，所述第二电流检测模块用于检测负载电阻支路上的电流，得到第二电流信息，所述保护装置分别提取第一电流信息和第二电流信息中的与低频外加电源对应的低频电流信息，并根据得到的低频电流信息计算得到定子接地保护对应的接地电阻以用于实现定子接地保护。2.根据权利要求1所述的发电机定子接地保护系统，其特征在于，所述定子接地保护对应的接地电阻为：其中，Rg为定子接地保护对应的接地电阻，N为接地变压器的变比，为折算到接地变压器二次侧的计算电压，为折算到接地变压器二次侧的计算电流,Rk+jXk为接地变压器漏阻抗，为接地变压器励磁电动势，为接地变压器励磁电流，Rm+jXm为励磁阻抗，为低频供电回路中的低频电流，为负载电阻所在支路的低频电流，Rn为负载电阻。3.根据权利要求1所述的发电机定子接地保护系统，其特征在于，所述低频供电回路上还设置有低频带通滤波器。4.根据权利要求1或2或3所述的发电机定子接地保护系统，其特征在于，所述第一电流检测模块和第二电流检测模块为两个相同的电流检测设备。5.一种发电机定子接地保护方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)检测接地变压器二次侧的低频供电回路中的电流，得到第一电流信息，检测接地变压器二次侧的负载电阻所在支路的电流，得到第二电流信息；(2)分别提取第一电流信息和第二电流信息中的与低频外加电源对应的低频电流信息；(3)根据得到的低频电流信息计算得到定子接地保护对应的接地电阻以用于实现定子接地保护。6.根据权利要求5所述的发...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈燕华，陈海龙，丘慧龙，刘志文，徐立明，肖志刚，姜东东，崔敏，樊莹，徐玉洁，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41