用于发电机机端电压互感器的故障预判系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于发电机机端电压互感器的故障预判系统及其控制方法，故障预判系统包括检测装置、保护装置和控制器，检测装置被配置为获取零序电压，零序电压来自发电机中性点接地变单相PT；保护装置被配置为保护发电机；控制器内设有第一比较器电路，第一比较器的第一输入端与检测装置电连接，第一比较器的第二输入端预设有第一电压阈值，第一比较器的输出端与保护装置电连接，当零序电压大于第一电压阈值时，控制器通过第一比较器电路控制保护装置工作，并发送第一报警信息至外部，第一报警信息包括PT早期故障信息。本发明专利技术提供的技术方案能够对PT早期的故障进行预警。术方案能够对PT早期的故障进行预警。术方案能够对PT早期的故障进行预警。

【技术实现步骤摘要】
用于发电机机端电压互感器的故障预判系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电力系统领域，特别涉及一种用于发电机机端电压互感器的故障预判系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]发电机机端电压互感器(以下简称“PT”)是大型火力发电厂中重要的电气设备，通常发电机机端PT设置三组，其中一组采用全绝缘接线方式，用于发电机匝间保护采样等；剩下两组半绝缘接线方式的PT一次绕组中性点直接接地，用于其他保护、测量、采样等用途。
[0003]由于近年来自并励发电机型式及新能源发电方式的广泛应用，使发电机机端电压含有大量高次谐波，以及发电机中性点接地方式采用非有效接地方式、特殊工况下易引起铁磁谐振(尤以半绝缘接线方式PT故障发生较多)，造成发电厂频发PT一次绕组匝间短路故障及机端PT一次保险缓慢熔断，进而由于PT故障引发非计划停运事故。
[0004]发电机机端PT一次绕组匝间短路早期故障发展比较缓慢，此时一次绕组存在少量匝间短路且故障点远离铁芯，且PT一次保险未完全断开，故障特征并不明显，也难以通过不平衡电流或温度等手段去发现。在失去故障监测手段的情况下，PT由早期故障发展成严重故障的过程中，由于故障电压采样变化量小以及相关保护、调节装置的采样和逻辑死区，极易引发发电机组误强励、过磁通、过电压以及因发电机基波零序定子接地保护误动跳闸等事故停电和机组非计划停运事故。因现阶段国内、外尚无专门针对PT一次绕组早期故障诊断的技术，故若能研究、专利技术一种发电机机端PT一次绕组匝间故障预判报警方案，可在PT故障早期有效预警并及时隔离故障点、避免或减少非计划停运，并可在PT严重故障引起设备跳闸时快速定位、排除故障点，缩短发电机等电气主设备停运时间，降低损失。
[0005]现有PT专用保护技术，国内先后产生了利用一次保险反时限动作特性反映PT一次绕组严重短路故障的一次元件保护；利用电气量负序分量反映PT一、二次绕组不对称故障的PT断线保护或励磁调节器中PT一次保险慢熔保护；利用双PT比较线电压偏差原理的PT一、二次绕组断线保护或励磁调节器中PT一次保险慢熔保护；利用发电机线电压、相电流采样门槛以及利用线电压采样变化率突变量故障量特征的PT断线保护装置等。
[0006]在目前上述几类方案中，利用一次保险反时限特性原理和利用电气量负序分量原理均可反映PT完全断线或内部严重故障，但不能及时反映PT早期轻微故障，灵敏性较差；利用双PT比较线电压偏差原理受励磁调节器等装置线电压采样死区的限制，不能灵敏反映PT早期轻微故障及PT一次保险慢熔等早期故障；利用发电机线电压、相电流采样门槛的PT断线保护装置，在发电机、变压器组及相邻电网发生短路故障、特别是不平衡短路时，容易误动；利用线电压采样变化率突变量故障量特征的PT断线保护装置，在电网外部故障、特别是较大扰动时由于采样电压突变而极易误动。综上所述，目前的发电机机端电压互感器匝间短路故障专用保护不仅无法进行早期故障诊断且灵敏度较低，容易造成误动作，故有一定的局限性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种能够对PT早期故障进行判别预警的用于发电机机端电压互感器的故障预判系统及其控制方法。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种用于发电机机端电压互感器的故障预判系统，所述故障预判系统包括：
[0010]检测装置，其被配置为获取零序电压，所述零序电压来自发电机中性点接地变单相PT；
[0011]保护装置，其被配置为保护发电机；
[0012]控制器，其内设有第一比较器电路，所述第一比较器的第一输入端与所述检测装置电连接，所述第一比较器的第二输入端预设有第一电压阈值，所述第一比较器的输出端与所述保护装置电连接，当所述零序电压大于所述第一电压阈值时，所述控制器通过所述第一比较器电路控制所述保护装置工作，并发送第一报警信息至外部，所述第一报警信息包括PT早期故障信息。
[0013]所述检测装置内设有处理单元，所述处理单元被配置为对所述零序电压进行滤波处理，所述滤波处理的方式包括硬件滤波和/或傅里叶算法滤波。
[0014]所述控制器内还设有第一延时器，其被配置有第一延迟时间，所述控制器在所述第一延迟时间后控制所述保护装置工作。
[0015]所述控制器内还设有第二比较器电路和第二延时器，其中，所述第二比较器的第一输入端与所述检测装置电连接，所述第二比较器的第二输入端预设有第二电压阈值，所述第二比较器的输出端与所述保护装置电连接；所述第二延时器被配置有第二延迟时间；
[0016]当所述零序电压大于所述第二电压阈值时，在所述第二延迟时间后，所述控制器通过所述第二比较器电路控制所述保护装置工作，并发送第二报警信息至外部，所述第二报警信息包括定子接地告警信息。
[0017]所述控制器内还设有第三比较器电路和第三延时器，其中，所述第三比较器的第一输入端与所述检测装置电连接，所述第三比较器的第二输入端预设有第三电压阈值，所述第三比较器的输出端与所述保护装置电连接；所述第三延时器被配置有第三延迟时间；
[0018]当所述零序电压大于所述第三电压阈值时，在所述第三延迟时间后，所述控制器通过所述第三比较器电路控制所述保护装置工作，并发送第三报警信息至外部，所述第三报警信息包括定子接地跳闸信息。
[0019]所述第一电压阈值为1V，所述第一延迟时间为500ms，所述第二电压阈值为6V，所述第二延迟时间为6.5s，所述第三电压阈值为20V，所述第三延迟时间为0.5s。
[0020]所述控制器内设有与门逻辑电路，所述与门逻辑电路被配置为当以下条件均发生时，所述控制器控制所述保护装置工作，并发送报警信息至外部：
[0021]a.定子接地硬压板投入；b.定子接地软压板投入；c.PT一次保险慢熔投退控制字为“1”；d.所述零序电压大于所述第一电压阈值；e.所述零序电压选择控制字为“1”。
[0022]所述故障预判系统还包括提示装置，其被配置为发送报警信息，所述提示装置为蜂鸣器和/或LED和/或语音播报器。
[0023]一种基于上文所述的故障预判系统的控制方法，所述控制方法包括：采集发电机的零序电压，比较所述零序电压与预设的第一电压阈值，当所述零序电压大于所述第一电
压阈值时，控制故障预判系统的保护装置工作，并发送第一报警信息至外部。
[0024]所述控制方法还包括对所述零序电压进行滤波处理，所述滤波处理的方式包括硬件滤波和/或傅里叶算法滤波。
[0025]本专利技术具有的优点：实现对PT早期故障的灵敏判断，为隔离轻微故障元件、减少机组非计划停运损失提供了可能。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于发电机机端电压互感器的故障预判系统，其特征在于，所述故障预判系统包括：检测装置，其被配置为获取零序电压，所述零序电压来自发电机中性点接地变单相PT；保护装置，其被配置为保护发电机；控制器，其内设有第一比较器电路，所述第一比较器的第一输入端与所述检测装置电连接，所述第一比较器的第二输入端预设有第一电压阈值，所述第一比较器的输出端与所述保护装置电连接，当所述零序电压大于所述第一电压阈值时，所述控制器通过所述第一比较器电路控制所述保护装置工作，并发送第一报警信息至外部，所述第一报警信息包括PT早期故障信息。2.如权利要求1所述的故障预判系统，其特征在于，所述检测装置内设有处理单元，所述处理单元被配置为对所述零序电压进行滤波处理，所述滤波处理的方式包括硬件滤波和/或傅里叶算法滤波。3.如权利要求1所述的故障预判系统，其特征在于，所述控制器内还设有第一延时器，其被配置有第一延迟时间，所述控制器在所述第一延迟时间后控制所述保护装置工作。4.如权利要求3所述的故障预判系统，其特征在于，所述控制器内还设有第二比较器电路和第二延时器，其中，所述第二比较器的第一输入端与所述检测装置电连接，所述第二比较器的第二输入端预设有第二电压阈值，所述第二比较器的输出端与所述保护装置电连接；所述第二延时器被配置有第二延迟时间；当所述零序电压大于所述第二电压阈值时，在所述第二延迟时间后，所述控制器通过所述第二比较器电路控制所述保护装置工作，并发送第二报警信息至外部，所述第二报警信息包括定子接地告警信息。5.如权利要求4所述的故障预判系统，其特征在于，所述控制器内还设有第三比较器电路和第三延时器，其中，所述第三比较器的第一输入端与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏刚，李洋，唐子梦，王登科，何天磊，李永超，刘冠新，代凤霞，钟鸽鸽，肖志刚，梁辰，胡笳，王立，王晓剑，胡磊，曹戌平，王耀飞，杨妮妮，李暮星，
申请(专利权)人：中电华创电力技术研究有限公司中电华创苏州电力技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：