一种低压水轮发电机保护系统技术方案

本发明专利技术提供了一种低压水轮发电机保护系统，包括控制模块、电源模块、与非模块以及三路相电压监测电路，每一路所述相电压监测电路均包括一相电压检测模块和一第一比较模块。本发明专利技术可检测水轮发电机励磁PT二次侧绕组的三相电压并在发电机励磁PT开路时对发电机进行保护，避免励磁电流瞬间急剧增加，进而避免了对发电机的转子、定子及励磁装置造成损害。

A protection system of low pressure hydro generator

【技术实现步骤摘要】
一种低压水轮发电机保护系统
本专利技术涉及水轮发电机
，具体而言，涉及一种低压水轮发电机保护系统。
技术介绍
水轮发电机的可控硅励磁系统中，发电机机端电压通过测量装置的变换，返回得到测量电压，再与给定电压相比较，得到偏差信号并进行运算，输出移相脉冲去控制可控硅的导通角，以改变发电机转子励磁电流的大小，从而使发电机的输出电压达到额定且稳定。并网后，通过改变给定电压，即可调整发电机的无功功率的大小。其中，测量电压一般是通过电压互感器PT测得。在上述控制过程中，若电压互感器出现开路的状况，则会导致测量电压为零，此时输入的只有给定电压，移相脉冲会前移、导致移相脉冲控制角为零，可控硅全导通，瞬间励磁电流急剧增加，会对发电机的转子、定子及励磁装置造成极大的损害。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是：水轮发电机可控硅励磁系统中电压互感器开路会对系统造成损害。为解决上述问题，本专利技术提出一种低压水轮发电机保护系统，包括控制模块、电源模块、与非模块以及三路相电压监测电路，每一路所述相电压监测电路均包括一相电压检测模块和一第一比较模块，三个所述相电压检测模块分别用于检测水轮发电机励磁PT二次侧绕组三相电压，其中：每一路所述相电压监测电路中，所述第一比较模块的输入端与所述相电压检测模块的输出端相连，所述第一比较模块用于将所述相电压检测模块输出的检测电压与参考电压进行比较，并在所述检测电压低于所述参考电压时输出一低电平至所述与非模块；所述与非模块的三个输入端分别与三个所述第一比较模块的输出端相连，所述与非模块的输出端与所述控制模块的输入端相连，所述与非模块在至少一个所述第一比较模块输出低电平时输出一高电平至所述控制模块；所述控制模块在接收所述与非模块发送的所述高电平时对水轮发电机进行保护。可选的，所述相电压检测模块包括AC/DC变换模块和分压模块，所述AC/DC变换模块用于将交流相电压转化为直流，所述分压模块用于对所述AC/DC变换模块输出的直流电进行分压采样后输入所述第一比较模块。可选的，所述第一比较模块包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述参考电压经电阻R1输入运算放大器U1的反相输入端，所述检测电压经电阻R2输入运算放大器U1的同相输入端，运算放大器U1的同相输入端还经电阻R3与运算放大器U1的输出端相连，运算放大器U1的正电源经电阻R4与运算放大器U1的输出端相连，运算放大器U1的输出端还与所述与非模块的输入端相连。可选的，所述第一比较模块还包括运算放大器U2、电阻R5，运算放大器U1的输出端经电阻R5与运算放大器U2的同相输入端相连，运算放大器U2的反相输入端与运算放大器U2的输出端相连，运算放大器U2的输出端还与所述与非模块的输入端相连。可选的，所述低压水轮发电机保护系统还包括延时模块，所述延时模块的输入端与所述电源模块的输出端相连，所述延时模块的输出端与所述与非模块的供电端相连，所述延时模块用于在水轮发电机起励时对所述与非模块延时上电。可选的，所述延时模块包括MOS管S1、电容C1、电阻R6、电阻R7、电阻R8，所述电源模块的输出端经MOS管S1的源极、漏极与所述与非模块的供电端相连，MOS管S1的源极还经电容C1与其栅极相连，电阻R6与电容C1并联，MOS管S1的栅极还经电阻R7接地，MOS管S1的漏极还经电阻R8接地。可选的，所述低压水轮发电机保护系统还包括转子电压检测模块、第二比较模块和或门模块，所述或门模块的两输入端分别与所述与非模块及所述第二比较模块的输出端相连，所述或门模块的输出端与所述控制模块相连，所述转子电压检测模块用于检测水轮发电机的转子电压，所述第二比较模块用于将所述转子电压与阈值电压进行比较，并在所述转子电压大于所述阈值电压时输出一高电平至所述或门模块，所述或门模块在接收到高电平时输出一高电平至所述控制模块。可选的，所述低压水轮发电机保护系统还包括模拟PT模块，所述模拟PT模块与所述控制模块相连，所述模拟PT模块用于在所述控制模块接收到所述与非模块输出的高电平时输出模拟PT信号，以替代水轮发电机励磁PT的输出。相对于现有技术，本专利技术所述的低压水轮发电机保护系统具有以下优势：(1)本专利技术所述的低压水轮发电机保护系统可检测水轮发电机励磁PT二次侧绕组的三相电压并在发电机励磁PT开路时对发电机进行保护，避免励磁电流瞬间急剧增加，进而避免了对发电机的转子、定子及励磁装置造成损害；(2)本专利技术所述的低压水轮发电机保护系统通过延时模块在水轮发电机起励时对与非模块延时上电，可保证励磁PT建立起正常电压后再开通励磁PT开路保护，可避免发电机起励时的误保护，保证起励顺利进行，进而避免影响系统的正常工作；(3)本专利技术所述的低压水轮发电机保护系统可防止起励建压过程中出现励磁PT开路的状况，在保证避免误保护的前提下，既满足了起励的需要，又能可靠的预防建压过程中的励磁PT开路，可以对励磁装置从起励建压到发电运行的全过程进行可靠地保护。附图说明图1为本专利技术实施例所述的低压水轮发电机保护系统的结构框图；图2为本专利技术实施例所述的第一比较模块的电路图；图3为本专利技术实施例所述的低压水轮发电机保护系统的另一结构框图；图4为本专利技术实施例所述的延时模块的电路图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。如图1所示，其为本实施例中低压水轮发电机保护系统的结构框图，低压水轮发电机保护系统包括控制模块、电源模块、与非模块以及三路相电压监测电路，每一路所述相电压监测电路均包括一相电压检测模块和一第一比较模块，三个所述相电压检测模块分别用于检测水轮发电机励磁PT二次侧绕组三相电压，其中：每一路所述相电压监测电路中，所述第一比较模块的输入端与所述相电压检测模块的输出端相连，所述第一比较模块用于将所述相电压检测模块输出的检测电压与参考电压进行比较，并在所述检测电压低于所述参考电压时输出一低电平至所述与非模块；所述与非模块的三个输入端分别与三个所述第一比较模块的输出端相连，所述与非模块的输出端与所述控制模块的输入端相连，所述与非模块在至少一个所述第一比较模块输出低电平时输出一高电平至所述控制模块；所述控制模块在接收所述与非模块发送的所述高电平时对水轮发电机进行保护。其中，参考电压为预先设定的衡量发电机励磁PT是否正常工作的标准电压。本实施例中，发电机励磁PT正常工作时，三路检测电压均高于参考电压，三个第一比较模块均输出高电平，与非模块输出低电平，控制模块不对发电机进行保护；当发电机励磁PT开路或不正常工作时，三路检测电压中至少有一路会低于参考电压，与非模块则输出高电平，控制模块对水轮发电机进行保护。这样，本实施例可检测水轮发电机励磁PT二次侧绕组的三相电压并在发电机励磁PT开路时对发电机进行保护，避免励磁电流瞬间急剧增加，进而避免了对发电机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压水轮发电机保护系统，其特征在于，包括控制模块、电源模块、与非模块以及三路相电压监测电路，每一路所述相电压监测电路均包括一相电压检测模块和一第一比较模块，三个所述相电压检测模块分别用于检测水轮发电机励磁PT二次侧绕组三相电压，其中：/n每一路所述相电压监测电路中，所述第一比较模块的输入端与所述相电压检测模块的输出端相连，所述第一比较模块用于将所述相电压检测模块输出的检测电压与参考电压进行比较，并在所述检测电压低于所述参考电压时输出一低电平至所述与非模块；/n所述与非模块的三个输入端分别与三个所述第一比较模块的输出端相连，所述与非模块的输出端与所述控制模块的输入端相连，所述与非模块在至少一个所述第一比较模块输出低电平时输出一高电平至所述控制模块；/n所述控制模块在接收所述与非模块发送的所述高电平时对水轮发电机进行保护。/n

【技术特征摘要】
1.一种低压水轮发电机保护系统，其特征在于，包括控制模块、电源模块、与非模块以及三路相电压监测电路，每一路所述相电压监测电路均包括一相电压检测模块和一第一比较模块，三个所述相电压检测模块分别用于检测水轮发电机励磁PT二次侧绕组三相电压，其中：
每一路所述相电压监测电路中，所述第一比较模块的输入端与所述相电压检测模块的输出端相连，所述第一比较模块用于将所述相电压检测模块输出的检测电压与参考电压进行比较，并在所述检测电压低于所述参考电压时输出一低电平至所述与非模块；
所述与非模块的三个输入端分别与三个所述第一比较模块的输出端相连，所述与非模块的输出端与所述控制模块的输入端相连，所述与非模块在至少一个所述第一比较模块输出低电平时输出一高电平至所述控制模块；
所述控制模块在接收所述与非模块发送的所述高电平时对水轮发电机进行保护。


2.根据权利要求1所述的低压水轮发电机保护系统，其特征在于，所述相电压检测模块包括AC/DC变换模块和分压模块，所述AC/DC变换模块用于将交流相电压转化为直流，所述分压模块用于对所述AC/DC变换模块输出的直流电进行分压采样后输入所述第一比较模块。


3.根据权利要求1所述的低压水轮发电机保护系统，其特征在于，所述第一比较模块包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述参考电压经电阻R1输入运算放大器U1的反相输入端，所述检测电压经电阻R2输入运算放大器U1的同相输入端，运算放大器U1的同相输入端还经电阻R3与运算放大器U1的输出端相连，运算放大器U1的正电源经电阻R4与运算放大器U1的输出端相连，运算放大器U1的输出端还与所述与非模块的输入端相连。


4.根据权利要求3所述的低压水轮发电机保护系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王津新，司马蘋萍，
申请(专利权)人：武汉武水电气技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42