无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路、装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路，包括：第一采样控制电路和第二采样控制电路及采样电阻；第一采样控制电路包括第一开关，第二采样控制电路包括第二开关；第一采样控制电路和第二采样控制电路并联连接，第一公共端与发电机转子绕组负极连接，第二公共端与采样电阻的第一端连接；采样电阻的第二端与发电机转子转轴接入端连接；由于不需要外加注入直流电源，在无刷励磁发电机转子绕组的负极采用无外加直流电源的辅助电路提高了保护装置的可靠性，提高计算精度；本发明专利技术还公开了无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护装置及方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统发电机保护
，特别涉及一种无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路、装置及方法。
技术介绍
发电机是电力系统重要的设备，在电力系统中实现能量的转换。因此，发电机的安全运行关系到整个电力系统的安全与稳定。发电机除定子可能发生故障外，发电机转子也可能发生一点接地故障，虽然一点接地还没构成短路，但如果没有及时发现且再发生另一点接地时，发电机转子两接地点绕组将流过很大的短路电流，直接危机发电机及电力系统的安全稳定运行。随着电力电子及微电子技术飞速发展及旋转整流装置和无刷励磁方式的不断完善，无刷励磁同步发电机的应用得到快速发展。国内外对于无刷励磁的发电机转子绕组保护，目前主要有单端注入方波电压的一点接地保护、叠加直流电压的一点接地保护、注入式乒乓式联合应用的一点接地保护。其共同的特点都要外加注入电源，保护的判据都是计算一点接地的电阻的大小实现对转子一点接地保护。采用外加注入电源的转子一点接地保护的原理为计算转子绕组接地电阻的大小，当转子发生一点接地虽然能够灵敏的检测出转子绕组接地故障，由于外加了注入电源，保护装置的可靠性、灵敏度也与外加的注入电源有关，装置的可靠性、灵敏度受到影响。外加注入电源容量大，一点接地的灵敏度可以提高，但当发生一点接地时对发电机转子人为的扩大了故障。另外当外加注入电源故障，一点接地保护不能正常工作，保护的可靠性受到影响。外加注入电源容量小其内阻要影响一点接地保护的灵敏度。因此，如何提供一种不带外加注入电源的无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路、装置及方法，能够在无刷励磁发电机转子绕组的负极采用无外加直流电源的辅助电路提高了保护装置的可靠性，提高计算精度。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路，包括：第一采样控制电路和第二采样控制电路及采样电阻；所述第一采样控制电路包括第一开关，所述第二采样控制电路包括第二开关；所述第一采样控制电路和第二采样控制电路并联连接，第一公共端与发电机转子绕组负极连接，第二公共端与所述采样电阻的第一端连接；所述采样电阻的第二端与发电机转子转轴接入端连接。其中，所述第一采样控制电路还包括与所述第一开关串联连接的第一电阻，所述第二采样控制电路还包括与所述第二开关串联连接的第二电阻。本专利技术提供一种无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护装置，包括：如上述任一项所述的无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路；与采样电阻相连的电压采集装置，用于采集所述采样电阻的第一电压值和第二电压值；其中，所述第一电压值为第一开关闭合且第二开关断开时所述采样电阻的电压，所述第二电压值为第一开关断开且第二开关闭合时所述采样电阻的电压；与所述第一开关和所述第二开关及所述电压采集装置均相连的控制器，用于控制所述第一开关和所述第二开关的状态，并根据获取的所述第一电压值和所述第二电压值进行转子绕组一点接地高定值段保护检测，转子绕组一点接地低定值段保护检测，转子绕组对地低电压高定值段保护检测，转子绕组对地低电压低定值段保护检测，转子绕组对地低电压保护检测中至少一种检测，并根据检测结果执行对应的保护动作。本专利技术提供一种无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护方法，包括：控制第一开关闭合，第二开关断开，并获取采样电阻的第一电压值；控制第一开关断开，第二开关闭合，并获取采样电阻的第二电压值；根据获取的所述第一电压值和所述第二电压值进行转子绕组一点接地高定值段保护检测，转子绕组一点接地低定值段保护检测，转子绕组对地低电压高定值段保护检测，转子绕组对地低电压低定值段保护检测，转子绕组对地低电压保护检测中至少一种检测；根据检测结果执行对应的保护动作。其中，所述转子绕组一点接地高定值段保护检测，包括：判断所述第一电压值U1是否大于M1V；若是，则利用公式计算接地电阻Rj1，并判断所述接地电阻Rj1是否满足Rj1Z＜Rj1≤Rj2Z；若是，则无刷励磁发电机转子绕组一点接地高定值段保护经延时发出告警信号；其中，U1为第一电压值，U2为第二电压值，R1为第一电阻，R2为第二电阻，RK为采样电阻，M1V为计算接地电阻的门槛电压，单位为伏，Rj1Z为低定值段一点接地电阻整定值，Rj2Z为高定值段一点接地电阻整定值。其中，所述转子绕组一点接地低定值段保护检测，包括：判断所述第一电压值U1是否大于M1V；若是，则利用公式计算接地电阻Rj1，并判断所述接地电阻Rj1是否满足Rj1≤Rj1Z；若是，则无刷励磁发电机转子绕组一点接地低定值段保护根据出口的配置情况经延时出口灭磁跳闸或发出告警信号；其中，U1为第一电压值，U2为第二电压值，R1为第一电阻，R2为第二电阻，RK为采样电阻，M1V为计算接地电阻的门槛电压，单位为伏Rj1Z为低定值段一点接地电阻整定值。其中，所述转子绕组对地低电压高定值段保护检测，包括：判断所述第一电压值U1是否满足M0V≤U1≤M1V；若是，则判断第一电压值U1与第二电压值U2的比值是否满足若是，则无刷励磁发电机转子绕组对地低电压高定值段保护经延时发出告警信号；其中，U1为第一电压值，U2为第二电压值，R1为第一电阻，R2为第二电阻，RK为采样电阻，M0V为计算U1和U2比值的门槛电压，单位为伏，M1V为计算接地电阻的门槛电压，单位为伏，Rj2Z为高定值段一点接地电阻整定值。其中，所述转子绕组对地低电压低定值段保护检测，包括：判断所述第一电压值U1是否满足M0V≤U1≤M1V；若是，则判断第一电压值U1与第二电压值U2的比值是否满足若是，则无刷励磁发电机转子绕组对地低电压低定值段保护根据保护出口配置情况经延时发出跳闸灭磁或告警信号。其中，U1为第一电压值，U2为第二电压值，R1为第一电阻，R2为第二电阻，RK为采样电阻，M0V为计算U1和U2比值的门槛电压,单位为伏，M1V为计算接地电阻的门槛电压，单位为伏，Rj1Z为低定值段一点接地电阻整定值。其中，所述转子绕组对地低电压保护检测，包括：判断所述第一电压值U1和第二电压值U2是否满足U1＜M0V∪U2＜M0V；若是，则无刷励磁发电机转子绕组对地低电压保护根据保护出口配置情况经延时发出跳闸灭磁或告警信号；其中，U1为第一电压值，U2为第二电压值，M0V为计算U1和U2比值的门槛电压，单位为伏。其中，还包括：当模拟量的采集是利用电流型的霍尔传感器时，所述采样电阻的阻值设置为零。本专利技术所提供的无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路，包括：第一采样控制电路和第二采样控制电路及采样电阻；第一采样控制电路包括第一开关，第二采样控制电路包括第二开关；第一采样控制电路和第二采样控制电路并联连接，第一公共端与发电机转子绕组负极连接，第二公共端与采样电阻的第一端连接；采样电阻的第二端与发电机转子转轴接入端连接；可见，由于不需要外加注入直流电源，在无刷励磁发电机转子绕组的负极采用无外加直流电源的辅助电路提高了保护装置的可靠性，提高计算精度；本专利技术还公开了无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护装置及方法，提高了保护装置的可靠性，提高计算精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路，其特征在于，包括：第一采样控制电路和第二采样控制电路及采样电阻；所述第一采样控制电路包括第一开关，所述第二采样控制电路包括第二开关；所述第一采样控制电路和第二采样控制电路并联连接，第一公共端与发电机转子绕组负极连接，第二公共端与所述采样电阻的第一端连接；所述采样电阻的第二端与发电机转子转轴接入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路，其特征在于，包括：第一采样控制电路和第二采样控制电路及采样电阻；所述第一采样控制电路包括第一开关，所述第二采样控制电路包括第二开关；所述第一采样控制电路和第二采样控制电路并联连接，第一公共端与发电机转子绕组负极连接，第二公共端与所述采样电阻的第一端连接；所述采样电阻的第二端与发电机转子转轴接入端连接。2.如权利要求1所述的无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路，其特征在于，所述第一采样控制电路还包括与所述第一开关串联连接的第一电阻，所述第二采样控制电路还包括与所述第二开关串联连接的第二电阻。3.一种无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护装置，其特征在于，包括：如权利要求1或2所述的无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护电路；与采样电阻相连的电压采集装置，用于采集所述采样电阻的第一电压值和第二电压值；其中，所述第一电压值为第一开关闭合且第二开关断开时所述采样电阻的电压，所述第二电压值为第一开关断开且第二开关闭合时所述采样电阻的电压；与所述第一开关和所述第二开关及所述电压采集装置均相连的控制器，用于控制所述第一开关和所述第二开关的状态，并根据获取的所述第一电压值和所述第二电压值进行转子绕组一点接地高定值段保护检测，转子绕组一点接地低定值段保护检测，转子绕组对地低电压高定值段保护检测，转子绕组对地低电压低定值段保护检测，转子绕组对地低电压保护检测中至少一种检测，并根据检测结果执行对应的保护动作。4.一种无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护方法，其特征在于，包括：控制第一开关闭合，第二开关断开，并获取采样电阻的第一电压值；控制第一开关断开，第二开关闭合，并获取采样电阻的第二电压值；根据获取的所述第一电压值和所述第二电压值进行转子绕组一点接地高定值段保护检测，转子绕组一点接地低定值段保护检测，转子绕组对地低电压高定值段保护检测，转子绕组对地低电压低定值段保护检测，转子绕组对地低电压保护检测中至少一种检测；根据检测结果执行对应的保护动作。5.如权利要求4所述的无刷励磁发电机转子绕组一点接地保护方法，其特征在于，所述转子绕组一点接地高定值段保护检测，包括：判断所述第一电压值U1是否大于M1V；若是，则利用公式计算接地电阻Rj1，并判断所述接地电阻Rj1是否满足Rj1Z＜Rj1≤Rj2Z；若是，则无刷励磁发电机转子绕组一点接地高定值段保护经延时发出告警信号；其中，U1为第一电压值，U2为第二电压值，R1为第一电阻，R2为第二电阻，RK为采样电阻，M1V为计算接地电阻的门槛电压，单位为伏，Rj1Z为低定值段一点...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小江，郭光荣，蒋汉贵，熊伟，李键，张利，冯彦，陈强，
申请(专利权)人：重庆新世杰电气股份有限公司，孙小江，郭光荣，
类型：发明
国别省市：重庆;50