一种发电机机端电压互感器一次断线的判别方法技术

发电机机端电压互感器一次断线的判别方法，保护装置检测发电机机端电压互感器的负序电压、开口三角基波零序电压，以及发电机中性点的零序电或零序电流，按下列公式，将这些检测量分别与相应的定值进行比较：即当TV负序电压大于定值或TV开口三角基波零序电压大于定值，同时发电机中性点处的零序电流或零序电压小于定值这些条件满足时，判定TV出现一次断线，发出报警信号，并闭锁发电机3次谐波电压型和基波零序电压型定子接地保护，防止保护误动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统继电保护领域，更具体地涉及判别发电机定子接地保护用机端电压互感器出现一次断线的判别方法，并涉及应用该判别方法的继电保护装置和安全自动装置，用于防止发电机定子接地保护误动。
技术介绍
发电机正常运行时，三相电压对称，机端TV开口三角的零序电压主要包含三次谐波电压分量，而基波零序电压基本为零。当发电机定子绕组内部出现定子单相接地故障，发电机三相电压的对称性遭到破坏，机端TV的开口三角将出现基波零序电压，且机端和中性点3次谐波电压分布均发生变化。当机端TV开口三角基波零序电压超过设定的整定值，3次谐波电压幅值和相位的变化超过预先设定的整定值时，则保护装置判定发电机出现定子接地故障，保护装置继电器接点输出让发电机跳闸停机，这就是发电机基波零序电压型(取机端开口三角电压为主判据)和3次谐波电压型定子接地保护。众所周知，发电机机端TV的一次侧均串接了熔断器。机端TV的熔断器可能出现瞬时熔断、接触不良或慢速熔断等情况(统称为断线)，TV —次断线将引起TV开口三角出现明显的基波零序电压，3次谐波电压也有相应变化。如果不能准确而有效地判别TV —次断线并闭锁3次谐波电压型和基波零序电压型定子接地保护，将导致发电机定子接地保护误动。因此需要有准确判别发电机机端TV —次断线的方法。大型发电机(包括水轮发电机、汽轮发电机、燃汽轮发电机和核电发电机等)在机端装设电压互感器(TV)，用于监测发电机运行时的电压输出。这些发电机大多采用中性点经变压器接电阻的高阻接地方式，在接地变压器副边可以测量发电机中性点对地零序电压；有时在接地变压器原边接入零序电流互感器(TA)，可以测量发电机中性点接地零序电流。利用TV各相电压及正、负、零序电压分量特征，可以判别TV的二次断线故障，但不能判别出其一次断线故障。此外，有通过两组TV电压互相比较的方法实现TV断线判别，如在“一种发电机匝间保护专用TV断线的判别方法(CN200810235287.0)”中所提到的方法。一般情况下，汽轮发电机在机端可接入两组TV，一组为常规电压互感器(其一次侧中性点直接接地)，另一组为匝间保护专用电压互感器(其一次侧中性点直接和发电机中性点连接)。但是对于某些机组，如核电、大型水电或燃气轮机组等，经常只能接入一组常规电压互感器，其一次断线判别必须利用其他的相关电气量。
技术实现思路
本专利技术的目的是:为了解决只接入一组TV信号的情况下发电机机端TV —次断线可靠判别的问题，同时为了完善发电机3次谐波电压型和基波零序电压型定子接地保护功能，避免机端TV —次断线引起3次谐波电压型和基波零序电压型定子接地保护误动，本专利技术提供一种利用发电机机端电压和中性点零序电压或零序电流特征的发电机机端TV —次断线的判别方法。本专利技术采取的技术方案是: ，保护装置检测发电机机端电压互感器(TV)的负序电压(3U2)、开口三角基波零序电压(3U0)，以及发电机中性点的零序电压(UnO)或零序电流(InO)，按下列公式，将这些检测量分别与相应的定值进行比较:UnO < U0.setl 或 InO < 10.setl式 I3U2 > U2.set2式 23U0 > U0.set2式 3其中，U0.setl、U2.set2、U0.set2 是电压定值，10.setl 是电流定值，当式1、2、3条件同时满足，则判定发电机机端电压互感器TV出现一次断线，延时发出发电机机端电压互感器TV—次断线报警信号，并闭锁发电机定子接地保护；否则若式1、2、3任一条件不满足则判定发电机机端电压互感器TV恢复正常，延时退出发电机机端电压互感器TV —次断线报警，并开放发电机定子接地保护。即当TV负序电压大于定值或TV开口三角基波零序电压大于定值，同时发电机中性点处的零序电流或零序电压小于定值这些条件满足时，判定TV出现一次断线，发出报警信号，并闭锁发电机3次谐波电压型和基波零序电压型定子接地保护，防止保护误动。发电机机端电压互感器TV的一次侧中性点是直接接地的。进一步的，式I 式3中的U0.setl、U2.set2、U0.set2是电压定值，10.setl是电流定值，U0.setl按躲过发电机正常运行时的最大不平衡电压整定,一般为5V 10V ；10.setl是零序电压 U0.setl 所对应的零序电流；U0.set2=Kl*U0.setl，U2.set2=K2*U0.set2，Kl 为零序电压相关系数，等于发电机中性点零序电压二次值和机端零序电压二次值的倍数，K2为一常数、一般在0.7 0.9范围内取值。进一步的，判别出TV—次断线后，经过短延tl时发出报警信号，并闭锁发电机3次谐波电压型和基波零序电压型定子接地保护；当判别TV恢复正常时，经过长延时t2退出TV—次断线报警，并开放发电机3次谐波电压型和基波零序电压型定子接地保护，其中:tl为常数，一般为20ms 40ms, t2为常数,一般为8s 10s。本专利技术技术方案的原理是:当机端TV出现一次断线时，该TV的负序电压3U2和基波零序电压3U0会明显增加，超过各自的定值U2.set2和U0.set2,与此同时，由于发电机仍正常运行，发电机中性点侧零序电压或零序电流正常，其零序电压UnO很小，小于定值U0.setl，或者零序电流InO很小，小于定值10.setl，上述式I条件满足，同时式2和式3满足，判别出TV—次断线。当发电机正常运行，或者发电机出现定子接地故障时，机端TV和中性点侧的零序电压一次值是相同的，不出现“式1、2、3条件同时满足”的情况，不会出现机端TV—次断线的误判。本专利技术的有益效果是:解决了只接入一组TV信号的情况下发电机机端TV —次断线可靠判别的问题，准确地判别发电机机 端TV出现一次断线，发出报警信号，并闭锁发电机3次谐波电压型和基波零序电压型定子接地保护，防止保护误动，判据简单，易于实现。附图说明为了对本专利技术作进一步说明，给出附图:图1是本专利技术的发电机机端TV电压及中性点零序电压或电流的接线示意图，图2是本专利技术的发电机机端TV —次断线判别逻辑图。图 2 中:a.不等式⑴的逻辑元件，不等式⑴满足时输出I，否则输出O ;b.不等式⑵的逻辑元件，不等式(2)满足时输出I，否则输出O ;c.不等式(3)的逻辑元件，不等式(3)满足时输出I，否则输出O ;d.“与”门操作；e.“启动延时”逻辑，当输入由O变I时，经过延时tl输出1，当输入为O不变或由I变为O时，不经延时直接让输出等于输入；￡ “返回延时”逻辑，当输入由I变O时，经过延时t2输出0，当输入为I不变或由O变为I时，不经延时直接让输出等于输入；g.“机端TV断线报警”信号输出；h.“闭锁3次谐波电压型定子接地保护”控制字置位。1.“闭锁基波零序 电压型定子接地保护”控制字置位。具体实施例方式保护装置同时对发电机机端电压互感器TV电压和中性点零序电压或零序电流进行采样。保护装置对采样的电压、电流进行全周傅氏滤波及计算，分别得到机端TV的负序电压3U2和开口三角的基波零序电压3U0，中性点的零序电压UnO或零序电流InO ;在保护装置内预先设定定值U0.setl或10.setl、U2.set2和U0.set2,按下列不等式进行判别:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机机端电压互感器一次断线的判别方法，其特征是：保护装置检测发电机机端电压互感器（TV）的负序电压（3U2）、开口三角基波零序电压（3U0），以及发电机中性点的零序电压（Un0）或零序电流（In0），按下列公式，将这些检测量分别与相应的定值进行比较：Un0＜U0.set1或In0＜I0.set1?式13U2＞U2.set2?式23U0＞U0.set2?式3其中，U0.set1、U2.set2、U0.set2是电压定值，I0.set1是电流定值，当式1、2、3条件同时满足，则判定发电机机端电压互感器TV出现一次断线，延时发出发电机机端电压互感器TV一次断线报警信号，并闭锁发电机定子接地保护；否则若式1、2、3任一条件不满足则判定发电机机端电压互感器TV恢复正常，延时退出发电机机端电压互感器TV一次断线报警，并开放发电机定子接地保护。

【技术特征摘要】
2012.07.23 CN 201210257001.51.种发电机机端电压互感器一次断线的判别方法，其特征是:保护装置检测发电机机端电压互感器(TV)的负序电压(3U2)、开口三角基波零序电压(3U0)，以及发电机中性点的零序电压(UnO)或零序电流(InO)，按下列公式，将这些检测量分别与相应的定值进行比较:UnO < U0.setl 或 InO < 10.setl 式 I3U2 > U2.set2 式 23U0 > U0.set2 式 3其中，U0.setl、U2.set2、U0.set2是电压定值，10.setl是电流定值， 当式1、2、3条件同时满足，则判定发电机机端电压互感器TV出现一次断线，延时发出发电机机端电压互感器TV—次断线报警信号，并闭锁发电机定子接地保护；否则若式1、2、3任一条件不满足则判定发电机机端电压互感器TV恢复正常，延时退出发电机机端电压互感器TV —次断线报警，并开放发电机定子接地保护。2.据权利要求1所述的一种发电机机端电压互感器一次断...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳胜，陈俊，张琦雪，郭自刚，严伟，沈全荣，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：