本申请提供一种水轮发电机接地故障电流准确测试方法及装置，属于水轮发电机运行维护技术领域。所述方法包括：获取水轮发电机中性点的接地电流信号以及水轮发电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值；针对所述接地电流信号，采用傅里叶级数变换方法以及频域快速算法计算水轮发电机中性点的有效接地电流值；基于所述水轮发电机中性点的有效接地电流值和所述水轮发电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值，计算水轮发电机故障点的接地电流值。本申请所述方法在水轮发电机发生单相接地故障时，能够准确测量中性点接地电流并计算水轮发电机故障点的接地电流值。计算水轮发电机故障点的接地电流值。计算水轮发电机故障点的接地电流值。
【技术实现步骤摘要】
水轮发电机接地故障电流准确测试方法及装置
[0001]本申请涉及水轮发电机运行维护
，具体涉及一种水轮发电机接地故障电流准确测试方法及装置。
技术介绍
[0002]大型水电站担负着能源供应保障主体责任，特别某地区水电装机容量接近80%，当遭遇高温
‑
干旱
‑
用电负荷三高叠加的极端情况，会发生大面积能源供给不足问题。在此极端情况下，需要尽可能提高设备本体的可靠运行水平，尽可能保障水电机组不发生故障，导致能源供需矛盾加剧。同时还需要做好故障应急预案，聚焦水电机组无冗余设计的核心装备，确保核心装备不发生损毁性伤害，充分发掘装备超限运行能力，实现核心部件对易发事故的故障穿越，最大限度保障极端情况下的能源可靠供应。
[0003]当前发电机保护系统并没有准确监测接地故障电流的传感器，通常利用发电机发生单相接地故障时，中性点电压从0V抬升至相电压U
d
的现象，测试发电机中性点电压U0。由于当前水轮发电机并没有精准监测故障接地电流的装置，一旦发生接地故障就会动作于发电机停机。
[0004]接地故障对发电机主要风险是过电流烧损铁芯的风险，接地故障电流畸变较为严重，传统方法通过钳形电流表直接测试，测试到的电流值是瞬时值，无法准确反应接地电流对定子铁芯的损伤。
技术实现思路
[0005]本申请实施例的目的是提供一种水轮发电机接地故障电流准确测试方法及装置。所述方法在水轮发电机发生单相接地故障时，能够准确测量中性点接地电流并计算水轮发电机故障点的接地电流值。
[0006]为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种水轮发电机接地故障电流准确测试方法，所述方法包括：获取水轮发电机中性点的接地电流信号以及水轮发电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值；针对所述接地电流信号，采用傅里叶级数变换方法以及频域快速算法计算水轮发电机中性点的有效接地电流值；基于所述水轮发电机中性点的有效接地电流值和所述水轮发电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值，计算水轮发电机故障点的接地电流值。
[0007]在本申请实施例中，所述接地电流信号为接地电流数字信号，所述方法还包括：获取水轮发电机中性点的接地电流采集信号，通过信号调理电路对所述接地电流采集信号进行滤波处理，获得接地电流模拟信号；对所述接地电流模拟信号进行模数转换处理，获得接地电流数字信号。
[0008]在本申请实施例中，针对所述接地电流信号，采用傅里叶级数变换方法以及频域
快速算法计算水轮发电机中性点的有效接地电流值，包括：基于预设数量的工频周期波对所述接地电流信号进行序列划分，获得基本计算序列t(n)；采用傅里叶变换方法计算基本计算序列t(n)的频率分量；采用帕塞瓦尔公式根据所述频率分量计算水轮发电机中性点的有效接地电流值。
[0009]在本申请实施例中，所述方法还包括：按照公式（15），计算基本计算序列t(n)的同步时间t
syn
(n)：（15）；式中，t
syn
(n)表示第个基本计算序列t(n)的同步时间；0.2表示基本计算序列的时间窗长度；表示基本计算序列的序号。
[0010]在本申请实施例中，采用傅里叶变换方法计算基本计算序列t(n)的频率分量，包括：按照公式（16）
‑
（18），计算基本计算序列t(n)的频率分量：（16）；（17）；（18）；式中，和表示傅里叶级数；表示频率分量；表示频谱线。
[0011]在本申请实施例中，按照公式（21）计算基本计算序列t(n)：（21）；式中，表示频率分量；表示频谱线；表示离散频点数；为工频角频率，其中；为频谱线的相角。
[0012]在本申请实施例中，采用帕塞瓦尔公式根据所述频率分量计算水轮发电机中性点的有效接地电流值，包括：按照公式（23）和（25），计算水轮发电机中性点的有效接地电流值：（23）；（25）；式中，表示时刻水轮发电机中性点的有效接地电流值；表示频率分量；I0(t)表示t时刻水轮发电机中性点的有效接地电流值。
[0013]在本申请实施例中，基于所述水轮发电机中性点的有效接地电流值和所述水轮发
电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值，计算水轮发电机故障点的接地电流值，包括：按照公式（26），计算水轮发电机故障点的接地电流值：（26）；式中，表示水轮发电机故障点的接地电流值；K表示比例系数；I
Ctest
表示水轮发电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值；表示时刻水轮发电机中性点的有效接地电流值。
[0014]本申请第二方面提供一种水轮发电机接地故障电流准确测试装置，所述装置包括：获取模块，用于获取水轮发电机中性点的接地电流信号以及水轮发电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值；第一计算模块，用于针对所述接地电流信号，采用傅里叶级数变换方法以及频域快速算法计算水轮发电机中性点的有效接地电流值；第二计算模块，用于基于所述水轮发电机中性点的有效接地电流值和所述水轮发电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值，计算水轮发电机故障点的接地电流值。
[0015]本申请第三方面提供一种处理器，被配置成执行上述的水轮发电机接地故障电流准确测试方法。
[0016]本申请第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行上述的水轮发电机接地故障电流准确测试方法。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的上述技术方案具有如下有益效果：本申请提供一种水轮发电机接地故障电流准确测试方法及装置，所述方法在水轮发电机发生单相接地故障时，能够准确测量中性点接地电流并计算水轮发电机故障点的接地电流值，从而有效反应接地电流对定子铁芯的损伤。
[0018]本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0019]附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：图1示意性示出了根据本申请实施例的水轮发电机接地故障穿越原理图；图2示意性示出了根据本申请实施例的水轮发电机接地故障电流准确测试方法的流程示意图；图3示意性示出了根据本申请实施例的信号调理电路图；图4示意性示出了根据本申请实施例的同步模块的动态过零点示意图；图5示意性示出了根据本申请实施例的采样模块的接地电流数字化示意图；图6示意性示出了根据本申请实施例的水轮发电机接地故障电流准确测试装置整体结构图；
升高为相电压，发电机A相机端电压U
A
和发电机B相机端电压U
B
升高为线电压U
N
。非故障A、B相电压升高1.73倍。
[0026]接地故障电流畸变较为严重，传统方法通过钳形电流表直接测试，测试到的电流值是瞬时值，无法准确反应接地电流对定子铁芯的损伤。本申请接地故障发生时发电机定子铁芯损伤机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水轮发电机接地故障电流准确测试方法，其特征在于，所述方法包括：获取水轮发电机中性点的接地电流信号以及水轮发电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值；针对所述接地电流信号，采用傅里叶级数变换方法以及频域快速算法计算水轮发电机中性点的有效接地电流值；基于所述水轮发电机中性点的有效接地电流值和所述水轮发电机接地故障点处对应的单相机端的电容电流值，计算水轮发电机故障点的接地电流值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接地电流信号为接地电流数字信号，所述方法还包括：获取水轮发电机中性点的接地电流采集信号，通过信号调理电路对所述接地电流采集信号进行滤波处理，获得接地电流模拟信号；对所述接地电流模拟信号进行模数转换处理，获得接地电流数字信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所述接地电流信号，采用傅里叶级数变换方法以及频域快速算法计算水轮发电机中性点的有效接地电流值，包括：基于预设数量的工频周期波对所述接地电流信号进行序列划分，获得基本计算序列t(n)；采用傅里叶变换方法计算基本计算序列t(n)的频率分量；采用帕塞瓦尔公式根据所述频率分量计算水轮发电机中性点的有效接地电流值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：按照公式（15），计算基本计算序列t(n)的同步时间t
syn
(n)：（15）；式中，t
syn
(n)表示第个基本计算序列t(n)的同步时间；0.2表示基本计算序列的时间窗长度；表示基本计算序列的序号。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用傅里叶变换方法计算基本计算序列t(n)的频率分量，包括：按照公式（16）
‑
（18），计算基本计算序列t(n)的频率分量：（16）；（17）；（18）；式中，和表示傅里叶级数；表示频率分量；表示频谱线。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，按照公...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏强，杨胜，刘攀，钟启明，陆俊，李光华，刘鹤，丁占涛，易瑞吉，宋坤隆，武颖利，蒋致乐，李登华，喻江，郭万里，任红磊，廖朝雄，
申请(专利权)人：武汉大学水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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