一种高可靠性GCB非全相保护判据，包括：1）非全相保护投入的条件：通过三相电流确保并网后，非全相保护不会误投入，通过辅助接点的变位展宽，确保非全相保护只在合闸和分闸时刻投入；2）采用负序过流保护来保护两相合闸或单相分闸；3）通过零序电压保护来保护单相合闸或者两相分闸；同时，具备电制动闭锁功能。本发明专利技术一种高可靠性发电机出口开关GCB非全相保护判据，有完善的防误动措施，具有较高的灵敏度和可靠性，实现了GCB开关的非全相保护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种gcb故障保护，具体涉及一种高可靠性gcb非全相保护判据。
技术介绍
1、发电机出口断路器gcb的操作机构及隔离开关一般采用三相联动机构，普遍认为三相联动机构不会发生非全相合闸状况，但随着操作次数的增多、机械结构磨损甚至设计上的缺陷，发电机出口开关或隔离开关都可能发生非全相合闸现象，现在gcb非全相故障案例越来越多。
2、因三相联动机构不存在分相辅助接点，无法通过断路器辅助接点实现非全相保护。目前已投入的gcb非全相保护，一般利用gcb断线故障导致发电机机端基波零序电压与主变低压侧基波零序电压量的故障特征，或者两侧相电压差的故障特征，采用断口两侧电压相量差构成gcb非全相保护原理，保护判据不依赖电流量，可检测机组并网初期和解列时的gcb非全相故障。因保护原理只判断电压量，其可靠性及定值整定都存在困难，所以目前大部分电站并未将gcb非全相保护投跳闸，不能起到快速隔离故障开关的效果。
3、目前gcb非全相保护原理及其缺点：
4、目前的gcb非全相保护主要采用基于端口两侧电压差的原理,当发电机机端断路器发生单相或两相断相故障时，故障相断口两侧会产生电压相量差值，该相量差值与发电机侧电动势、系统侧电动势和序网阻抗大小有关，且当序网阻抗大小不变时，故障相电压相量差值会随着断口两侧电动势相量差增大而逐渐增大，即随着负荷电流增大而增大，而非故障相电压相量差值为零。
5、1)当gcb只合上一相时，假定只有a相合上，其序网络如图1所示。
6、其边界条件为式(1)所示：</p>7、
8、式(1)中：
9、——两相断线时附加纵向电压；
10、——两相断线时附加纵向正、负、零序电压；
11、——两相断线后b、c相电流。
12、2)当gcb合上两相时，假定a相未合上，其序网络如图2所示：
13、其边界条件如式(2)所示：
14、
15、式(2)中：
16、——a相断线后a相电流；
17、——a相断线后正、负、零序电流；
18、——a相断线后断口处a、b、c相纵向附加电压；
19、——a相断线后断口处附加纵向正、负、零序电压。
20、通过对称分量法求解，计算结果如式(3)所示：
21、
22、式(3)中：
23、——a相断线时附加纵向电压；
24、——单相断线前两侧电源电动势；
25、——断口两侧的输入阻抗；
26、两种故障情况下的动作逻辑图如图3所示。
27、结合gcb非全相故障过程，分析其动作逻辑，目前的gcb非全相保护有如下缺点：
28、(1)：保护投退采用gcb辅助接点变位作为条件，存在辅助接点不可靠的问题。若运行过程出现辅助接点抖动，则该保护会误投入，且能展宽长达300s。
29、(2)：为防止pt断线，该保护增加了主变低压侧电压和发电机机端电压均要大于90％的条件，图7为某电厂实际发生非全相合闸时的波形图，在发生非全相合闸后，由于对地参考电压和频率差的原因，此时出现了主变低压侧b相不满足小于90％的条件。假如，非全相后，主变高压侧pt出现谐振，依然会影响保护对电压的判断。同时如果是停机过程，分闸后，由于发电机要灭磁，很快机端电压就无法满足判据，所以理论上讲，目前的gcb非全相保护只对合闸过程起作用，对分闸过程无作用，不能给出提示信息。
30、(3)：整个逻辑都与保护采样电压有关系，除零序电压外，都涉及pt断线问题，从保护原理上讲，单纯的电压判据，且没有电流条件，其可靠性需进一步验证，所以目前大部分厂站，只投入了告警功能，并未投入跳闸。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术对gcb非全相合闸后的故障特征和电气量等进行综合理论分析，并结合一些故障案例，提出了一种高可靠性发电机出口开关gcb非全相保护判据，有完善的防误动措施，具有较高的灵敏度和可靠性，实现了gcb开关的非全相保护。
2、一种高可靠性gcb非全相保护判据，包括三部分：
3、1)非全相保护投入的条件：
4、通过三相电流确保并网后，非全相保护不会误投入，通过辅助接点的变位展宽，确保非全相保护只在合闸和分闸时刻投入；
5、2)采用负序过流保护来保护两相合闸或单相分闸；
6、3)通过零序电压保护来保护单相合闸或者两相分闸；同时，具备电制动闭锁功能。
7、通过给报警和跳闸分别设定不同的定值，给运维人员进行提示，具体如下：
8、(1)保护退出并网电流im，可整定为0.1in。即负载增加到10％额定负载，认定并网成功，本保护退出。断路器辅助接点变位展宽ts，根据运行并网时间进行设定，可设定100s，较过去仅判断断路器辅助接点变位即开放300s，本判据条件更严密，且开放时间更短，大大降低误动风险。
9、(2)负序过流定值i2，此定值越小越灵敏，但要考虑系统故障的影响，以及开机过程本身的电流不平衡，可设定定值为10％in左右。
10、(3)零序电压定值u01，此定值也是越小越灵敏，要考虑系统单相接地的传递电压以及发电机pt本身的影响，建议设定在5v左右，根据以往案例，5v的定值能在1.5s左右动作；如不可考虑系统传递电压，可设置得更小。
11、(4)报警延时t1，可设定0.1s或者不带延时。跳闸延时t2，可整定为0.5s。通过整定不同的延时时间，给运维人员进行提示，能快速定位故障点。
12、所述1)中，gcb分合闸过程中都考虑非全相保护投入，采用断路器接点变位展宽作为非全相保护投入的条件，引入负荷电流作为退出条件，确保并网成功后，gcb非全相保护可靠退出。
13、断路器接点由分位变合位，或由合位变分位，均自动投入本保护并展宽一段时间，作为非全相保护投入的条件；
14、引入负荷电流作为退出条件，即负载增加到10％额定负载，认定并网成功，立即退出本保护。
15、所述2)、3)中，
16、断路器两相断线判据：
17、由于gcb两侧电容的存在，当gcb合闸或分闸发生非全相时，由于电气回路电容的不平衡，会产生固有的零序电压，所述零序电压能够用于在gcb合闸过程中的gcb非全相判据。
18、断路器单相断线判据：
19、基于电压差的非全相保护，随着机组功率增大，电压差增大，以负序电流为判据，负序电流也是随着功率增大，负序电流增大，能够整定出一个比负序反时限更加灵敏的负序过流保护，能够更快的动作，跳开gcb，保护发电机。
20、上述整定出一个比负序反时限更加灵敏的负序过流保护，具体是：大机组保护中均装设了负序反时限电流保护，其动作时间与负序电流的大小呈反比，电流越小，其动作时间越长，依靠负序反时限过流保护来反应单相断线本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种高可靠性GCB非全相保护判据，其特征在于：包括三部分：
2.根据权利要求1所述一种高可靠性GCB非全相保护判据，其特征在于：所述1)中，GCB分合闸过程中都考虑非全相保护投入，采用断路器接点变位展宽作为非全相保护投入的条件，引入负荷电流作为退出条件；
3.根据权利要求1所述一种高可靠性GCB非全相保护判据，其特征在于：所述2)中，断路器单相断线判据：
4.根据权利要求1所述一种高可靠性GCB非全相保护判据，其特征在于：所述3)中，断路器两相断线判据：
5.根据权利要求1所述一种高可靠性GCB非全相保护判据，其特征在于：所述3)中，具备电制动闭锁功能。
【技术特征摘要】
1.一种高可靠性gcb非全相保护判据，其特征在于：包括三部分：
2.根据权利要求1所述一种高可靠性gcb非全相保护判据，其特征在于：所述1)中，gcb分合闸过程中都考虑非全相保护投入，采用断路器接点变位展宽作为非全相保护投入的条件，引入负荷电流作为退出条件；
3.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏扬，吴礼贵，李琛，刘小波，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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