基于电流差值的水轮发电机单相接地故障选相定位方法技术

本发明专利技术公开一种基于电流差值的水轮发电机单相接地故障选相定位方法，包括以下步骤：(1)测量故障发电机每一相机端侧和中性点侧电流；(2)对每一相所测得两个电流值作差，并取绝对值；(3)比较三个绝对值的大小，与另外两个数值相差较大的数值电流所在相即为故障相；(4)利用PSPICE仿真测得故障点距离中性点位置不同距离时的故障相电流差值，作出折线图；(5)根据步骤1所测得差值所在曲线位置，对应故障点位置。本发明专利技术提高了选相准确率，解决了以往依靠零序电压基波幅值最小值选相方法会误判的缺点。缺点。缺点。

【技术实现步骤摘要】
基于电流差值的水轮发电机单相接地故障选相定位方法


[0001]本专利技术涉及发电机继电保护领域，特别涉及一种基于电流差值的水轮发电机单相接地故障选相定位方法。

技术介绍

[0002]接地故障是发电机最常见的损坏原因之一。接地故障的主要危险是通过击穿通道的故障电流可能烧毁定子磁路。为保证发电机的安全运行，定子接地故障保护在检测到接地故障后迅速跳闸是十分重要的。然而，作为主要电源的大型发电机突然跳闸，将严重影响电力系统的安全运行。因此，从电力系统的角度来看，应尽量避免大型发电机跳闸。
[0003]水轮发电机定子单相接地的故障相判别和故障位置确定是完善现有发电机接地故障保护方案的重要环节，可大大减轻故障检修工作。定子单相接地故障的快速检测可以很大程度地减小发电机内部故障发生的几率，如能继续判别出故障相和排查出具体的故障位置，将给发电机定子接地故障的后续处理提供极大的帮助。
[0004]在以往的故障选相方法中，通常采用低电压选相的方法实现故障选相,通过比较水轮发电机三相机端电压幅值，幅值最低相判别为故障相。但通过后续分析表明,机端电压幅值最低相受不同中性点接地方式和接地过渡电阻情况影响大,在定子单相经高阻接地故障且故障位置靠近中性点处时,此方法灵敏度低且存在误选相的可能性。另外一种选相方法为利用机端电压幅值最高相的下一相(按A
‑
B
‑
C相序)为故障相的故障选相方法：例如，假设B相发生接地故障，如果测得A相机端电压幅值最大，则表示为B相发生故障。但对于应用多分支结构绕组的汽轮发电机,在相电势电位滞后于绕组电势的分支绕组发生A相经高阻故障情况下，机端电压幅值最高为B相，因此此选相方法也可能发生误选相。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术提出了一种基于电流差值的水轮发电机单相接地故障选相定位方法，该专利技术利用定子绕组三相中每一相的两端电流差值最大值来寻找故障相，并根据故障相定子绕组两端电流差值仿真曲线查找故障点具体位置。能有效解决以往在利用发电机端三相电压的幅值实现定子接地故障选相时灵敏度很低，甚至会出现误选相的情况。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]基于电流差值的水轮发电机单相接地故障选相定位方法，该方法为：
[0008]首先测量故障发电机A相绕组靠近中性点处电流IA，A相绕组靠近机端处电流IA
′
，将其二者作差，得到A相电流差的绝对值为：a＝|I
A
‑
I
A
′
|；
[0009]其次测量故障发电机B相绕组靠近中性点处电流I
B
，B相绕组靠近机端处电流I
B
′
，将其二者作差，得到B相电流差的绝对值为：b＝|I
B
‑
I
B
′
|；
[0010]最后测量故障发电机C相绕组靠近中性点处电流I
C
，C相绕组靠近机端处电流I
C
′
，将其二者作差，得到C相电流差的绝对值为：c＝|I
C
‑
I
C
′
|；
[0011]然后比较a、b、c的大小，得出最大值NAX{a，b，c}所在相即为故障相；
[0012]接着利用PSPICE仿真软件建立水轮发电机分布参数模型，测得故障点在不同故障位置时故障相以及健全相定子绕组每相两端电流差值；
[0013]进一步在坐标轴作出相应曲线得到折线图，在折线图上找寻上述测得的三相电流差值a、b、c所对应的一个纵坐标位置，得到对应的故障位置点。
[0014]有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0015]本专利技术提出了一种基于电流差值的水轮发电机单相接地故障选相定位方法，该方法利用定子绕组三相每一相两端电流差值最大值来寻找故障相，并根据故障相定子绕组两端电流差值仿真曲线查找故障点具体位置。此专利技术提高了选相定位准确率，解决了以往依靠零序电压基波幅值最小值选相方法会误判的缺点。
附图说明
[0016]图1为本专利技术中以定子绕组A相经过渡电阻接地故障示意图；
[0017]图2为PSPICE仿真中分布参数模型图；
[0018]图3为不同故障点位置每一相电流差值曲线折线图。
具体实施方式
[0019]以下结合说明书附图，详细说明本专利技术的具体实施过程。
[0020]本专利技术提出一种基于电流差值的水轮发电机单相接地故障选相定位方法，如图1所示，假设水轮发电机A相在距离定子绕组中性点α处发生了接地故障，α为A相中性点到故障点的绕组占全部绕组的百分数，R
f
为故障点接地电阻。图中，E
a
、E
b
、E
c
分别表示发电机定子绕组A、B、C三相的电动势，C
A
、C
B
、C
C
分别表示发电机A、B、C三相定子绕组的对地电容，R为水轮发电机经高电阻接地方式下的接地电阻取值。
[0021]图2为PSPICE仿真软件中水轮发电机的分布参数模型。设水轮发电机额定参数为：额定功率为550MW，额定电压为18KV，定子绕组每相对地电容为1.686μF，定子每相电阻为3.6mΩ,定子每相漏感为227.05μH,额定频率为50Hz。图中，每个支路由四个串联单元电路组成，定子每相绕组对地电容分成四份：A相为C1
‑
C4、B相为C5
‑
C8、C相为C9
‑
C12；定子每相漏感分为四部分：A相为L1
‑
L4、B相为L5
‑
L8、C相为L9
‑
L12；定子每相电阻分为四部分：A相为R1
‑
R1、B相为R5
‑
R8、C相为R9
‑
R12；分布感应电动势分为四部分：A相为U1
‑
U4、B相为U5
‑
U8、C相为U9
‑
U12；R为水轮发电机中性点接地电阻，取值为629.3Ω；R
f
为故障点接地电阻，取值为50Ω。假设A相发生单相接地故障，经过对不同故障点位置的仿真得出表1的参考数据。
[0022][0023]表1
[0024]进一步在坐标轴作出上述表格相应曲线，得到折线图如图3所示，图中显示了A相故障接地时不同故障点位置α处相对应的每一相的定子绕组两端电流差值。
[0025]故障选相定位步骤如下：
[0026](1)首先测量故障发电机A相绕组靠近中性点处电流I
A
，A相绕组靠近机端处电流I
A
′
，将其二者作差，得到A相电流差的绝对值为：a＝|I
A
‑
I
A
′
|；
[0027](2)其次测量故障本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流差值的水轮发电机单相接地故障选相定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)测量故障发电机A相绕组靠近中性点处电流I
A
，A相绕组靠近机端处电流I
A
′
，将其二者作差，得到A相电流差的绝对值为：a＝|I
A
‑
I
A
′
|；(2)接着测量故障发电机B相绕组靠近中性点处电流I
B
，B相绕组靠近机端处电流I
B
′
，将其二者作差，得到B相电流差的绝对值为：b＝|I
B
‑
I
B
′
|；(3)最后测量故障发电机C相绕组靠近中性点处电流I
C
，C相绕组靠近机端处电流I
C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周龙，丁树业，熊斌，申淑锋，金子辰，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：