一种发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏，注入电源输出连接接地变压器低压侧，负载电阻接在接地变压器低压侧，中间ＣＴ安装在接地变压器低压侧；ＣＴ二次侧有电流检测点，负载电阻两端有电压检测点；接地变压器高压侧并联接地过渡电阻和对地电容。一种应用上述装置的静态模拟试验方法，步骤是先选择合适的器件，并按照原理接线；再模拟现场的接地故障；被试装置的保护装置和注入电源装置按《技术说明书》调试。若步骤中三相电容分别挂接在发电机的机端；主机箱上的模拟接地点接发电机的定子铁芯地上；接地变压器高压侧引出端接到发电机的中性点上；模拟接地的过渡电阻经过一个空开接至发电机模拟的故障位置，即是动态模拟试验方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电机继电保护当中的外加电源方式(简称注入式)定子接地保护， 主要是涉及发电机注入式定子接地保护模拟试验的试验装置和试验方法。
技术介绍
发电机继电保护当中的发电机定子接地保护是一种继电保护方法，继电保护装置 通过检测相关的电压、电流等电气量，判断发电机是否发生定子接地故障， 一旦判别 出发生了定子单相接地故障，将快速发出报警或跳闸信号。对于比较严重的定子接地 故障，快速跳闸，使发电机与电力系统之间的联系断开，并迅速灭磁，可使定子接地 故障电流快速下降，从而尽可能地保护发电机定子铁芯不受到严重损伤。目前大型发电机实现定子接地保护的方法主要有:基波零序电压型保护，又称3U0 保护；三次谐波电压型保护，又称3C0保护；零序电流型保护；外加电源型注入式定 子接地保护。对于发电机注入式定子接地保护，是通过外加电源，向发电机定子绕组与定子铁 芯(大地)之间注入一个零序电压，继电保护装置通过检测注入的信号，判断是否发 生定子接地故障并实现相应的保护功能。注入式定子接地保护采用的注入信号主要有 20Hz和12.5Hz(或15Hz)的低频信号。也有采用其他频率的，甚至采用注入直流信 号，但没有得到推广。目前大型发电机组对定子接地保护提出了更高的要求，要求发电机在静止没有励 磁的情况下仍然具备定子接地保护，因此装设注入式定子接地保护(不依赖于发电机 自身的零序电压)成为必需。注入式定子接地保护与传统的3U0保护和3co保护不同，它与现场发电机中性点 接地设备等相关参数密切相关，其保护定值的整定以及保护功能的检验依赖于现场模 拟接地故障试验，同时也依赖于技术人员对注入式定子接地保护技术的理解和现场调 试经验。随着越来越多的大型发电机装设注入式定子接地保护，需要有更多的技术人 员熟练掌握保护调试及整定的方法。目前针对发电机注入式定子接地保护，缺乏非现 场条件下的模拟试验和培训手段，有必要给出非现场条件下的模拟试验解决办法。
技术实现思路
本专利技术的目的设计并制造一个独立的组合式模拟试验屏，完全模拟现场与注入式定子接地保护相关的电气回路，主要包括发电机定子绕组对地电容、发电机中性点接地变压器、负载电阻、接地过渡电阻，以及电流采样用的电流互感器(简称中间CT)。实现发电机注入式定子接地保护在非现场条件下的模拟试验，加强技术人员对发电机注入式定子接地保护的技术理解和提高技术人员掌握该保护调试的熟练 程度。本专利技术的目的是这样实现的充分调研现场与发电机注入式定子接地保护相关的各个设备参数，根据这些参数以及等值电路，设计并制作注入式定子接地保护组合式 模拟试验屏，试验屏包括了模拟的接地变压器、负载电阻、对地电容、接地过渡电阻、中间CT等，同时根据注入式定子接地保护原理，结合组合式模拟试验屏设计了注入 式定子接地保护的静态、动态模拟试验方案。具体如下一种发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏，包括模拟的接地变压器、负 载电阻、对地电容、接地过渡电阻、中间电流互感器(中间CT);注入电源的输出连 接至接地变压器低压侧，负载电阻接在接地变压器低压侧，中间CT安装在接地变压 器低压侧；CT二次侧两端设有电流检测点，组成电流检测回路，负载电阻两端设有 电压检测点，组成电压检测回路；接地变压器高压侧并联接有接地过渡电阻和对地电 容；对地电容有三组，分别对应发电机三相绕组；所述模拟接地变压器、负载电阻、 对地电容、接地过渡电阻、中间CT安装在若干机箱中；在同一机箱内的器件用内部 导线连接，分设在不同机箱的器件通过机箱上的接线点，用外接导线相互连接组成完 整电路；在各个机箱表面绘制模拟试验的电原理图，机箱上的接线点位置与其在图中 的位置对应。所述模拟接地变压器安装在主机箱中；所述负载电阻、对地电容和接地过渡电阻 安装在电阻电容箱中；所述CT安装在中间CT箱中。电压测量回路中串接PT即电压互感器，在PT的两端设有接线点，用于耦合工 频电压信号，模拟现场靠近发电机机端位置发生接地故障时出现的工频电压信号。在 主机箱上设有多个开关，它们串接在回路中，通过投切开关模拟电压回路断线或短路、 电流回路断线或短路、注入电源输出短路、接地变压器隔离刀闸闭合/断开、接地过 渡电阻投入/退出工况。模拟接地变压器变比为20~ 80，分为5档；容量及额定电压 满足在400V动模机组上进行动模试验的要求。所述负载电阻是由5个0.3Q~ 3Q功率不小于50W的电阻串联而成，中间有抽头； 所述负载电阻还预留了 4块大功率电阻板，以适应动模机组做严重的定子接地模拟故 障；接地过渡电阻由13个100Q~ 30kQ功率不小于50W的电阻经过转换开关并接而 成；三组对地电容，每组包括多个0.01nF 2pF、耐压不小于630V的电容，通过投 切开关进行并联，形成每相0.0T^F 4.99nF的电容组。电阻电容箱分为电阻电容箱1 和电阻电容箱2:电阻电容箱1的内部插件分别为i) 由多个电阻连接而成的电阻插件，插件的阻值5.6k 30k，分为多档，通过设 在电阻电容箱上的转换开关选择阻值，模拟接地过渡电阻；ii) 由多个电阻连接而成的电阻插件，插件的阻值0 3k，分为多档，通过设在 电阻电容箱上的转换开关选择阻值，模拟接地过渡电阻；iii) 由多个电阻连接而成的电阻插件，电阻阻值0.3 3Q，作负载电阻；iv) 三组电容插件，每组包括多个容值0.02 0.4nF的电容，通过开关投切，最大 为O，F;电阻电容箱2的内部插件分别为-i) 预留电阻插件，插件内部可安装8个功率不小于50W的绕线电阻，作为负载 制且；ii) 三组电容插件，每组包括多个容值l)iiF 2^F的电容，通过开关投切，最大为4nF。所述中间CT箱包括5个插件，每个插件安装2个穿心式的CT， CT的一次侧额 定电流为200A 800A， 二次侧额定电流为1A或5A;穿心式CT的原边有二组线圈， 单匝线圈接入主回路；10匝或20匝的线圈用于叠加工频电流信号。一种应用权利要求1所述发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏的静态 模拟试验方法，步骤是先根据现场的参数选择合适的电容、中间CT、负载电阻、接 地变压器电压变比，并按照原理接线；再通过开关投切接地过渡电阻模拟现场的接地 故障；作为被试装置的保护装置和注入电源装置按各自的《技术说明书》中要求调试。一种应用权利要求1所述发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏的动态 模拟试验方法，步骤是先根据现场的参数选择合适的电容、中间CT、负载电阻、接 地变压器电压变比，并按照原理接线；再通过开关投切接地过渡电阻模拟现场的接地 故障；作为被试装置的保护装置和注入电源装置按各自的《技术说明书》中要求调试； 其中，三相电容应分别挂接在发电机的机端；主机箱上的模拟接地点接至发电机的定 子铁芯地上；接地变压器高压侧引出端接到发电机的中性点上；模拟接地的过渡电阻 经过一个空开接至发电机模拟的故障位置。本专利技术的特点(1) 可灵活选择参数电容参数、负载电阻参数、接地变压器电压变比、接地过 渡电阻、中间CT的电流变比都不是单一参数，有多种选择，非常灵活。(2) 模拟的真实性较高从原理上，模拟电路与实际的电气回路相一致；从参数 上，可以选择接近现场实际的器件参数，最大限度的真实的模拟现本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏，其特征是包括模拟的接地变压器、负载电阻、对地电容、接地过渡电阻、中间电流互感器（中间ＣＴ）；注入电源的输出连接至接地变压器低压侧，负载电阻接在接地变压器低压侧，中间ＣＴ安装在接地变压器低压侧；ＣＴ二次侧两端设有电流检测点，组成电流检测回路，负载电阻两端设有电压检测点，组成电压检测回路；接地变压器高压侧并联接有接地过渡电阻和对地电容；对地电容有三组，分别对应发电机三相绕组；所述模拟接地变压器、负载电阻、对地电容、接地过渡电阻、中间ＣＴ安装在若干机箱中；在同一机箱内的器件用内部导线连接，分设在不同机箱的器件通过机箱上的接线点，用外接导线相互连接组成完整电路；在各个机箱表面绘制模拟试验的电原理图，机箱上的接线点位置与其在图中的位置对应。
【技术特征摘要】
1、一种发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏，其特征是包括模拟的接地变压器、负载电阻、对地电容、接地过渡电阻、中间电流互感器(中间CT)；注入电源的输出连接至接地变压器低压侧，负载电阻接在接地变压器低压侧，中间CT安装在接地变压器低压侧；CT二次侧两端设有电流检测点，组成电流检测回路，负载电阻两端设有电压检测点，组成电压检测回路；接地变压器高压侧并联接有接地过渡电阻和对地电容；对地电容有三组，分别对应发电机三相绕组；所述模拟接地变压器、负载电阻、对地电容、接地过渡电阻、中间CT安装在若干机箱中；在同一机箱内的器件用内部导线连接，分设在不同机箱的器件通过机箱上的接线点，用外接导线相互连接组成完整电路；在各个机箱表面绘制模拟试验的电原理图，机箱上的接线点位置与其在图中的位置对应。2、 根据权利要求1所述的发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏，其特征是 所述模拟接地变压器设在主机箱中；所述负载电阻、对地电容和接地过渡电阻设在电 阻电容箱中；所述ct设在中间ct箱中。3、 根据权利要求2所述的发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏，其特征是 电压测量回路中串接pt即电压互感器，在pt的两端设有接线点，用于耦合工频电 压信号，模拟现场靠近发电机机端位置发生接地故障时出现的工频电压信号。4、 根据权利要求3所述的发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏，其特征是 在主机箱上设有多个开关，它们串接在回路中，通过投切开关模拟电压回路断线或短 路、电流回路断线或短路、注入电源输出短路、接地变压器隔离刀闸闭合/断开、接 地过渡电阻投入/退出工况。5、 根据权利要求4所述的发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏，其特征是 模拟接地变压器变比为20~80，分为5档；容量及额定电压满足在400V动模机组上 进行动模试验的要求。6、 根据权利要求3所述的发电机注入式定子接地保护组合式模拟试验屏，其特征是 所述负载电阻是由7个0.3Q 3Q的功率不小于50W的电阻串联而成，中间有抽头； 所述负载电阻还预留了 4块大功率电阻板，以适应动模机组做严重的定子接地模拟故 障；接地过渡电阻由13个100Q~ 30kQ的功率不小于50W的电阻经过转换开关并接 而成；三组对地电容，每组包括多个0.01pF 2pF、耐压不小于630V的电容，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张琦雪，陈佳胜，严伟，沈全荣，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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