一种交、直流注入式转子一点接地保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种交、直流注入式转子一点接地保护装置，保护配置由注入交流转子一点接地保护和注入直流转子一点接地保护构成，注入交流转子一点接地保护，由外加交流电源，向转子回路注入一定幅值的交流电压信号，这个电压信号对称地注入到转子绕组LE的正负端，取图示对地的交流电压UA和回路电流IA，计算得到转子绕组对地的阻抗，通过一定的补偿，进而计算出转子对地电阻。注入直流转子一点接地保护，直流电压通过切换电阻R4、R5注入到转子绕组LE负端或者正端与地之间，由电子开关切换得到两种状态下的泄漏电流，计算转子接地电阻。这两套保护既可以自动投入单套运行，也可以同时并列运行，实现转子一点接地保护的双重化配置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发变组保护中的转子一点接地保护装置和方法，属于电力自动化

技术介绍
转子接地保护是发变组保护系统的重要组成部分，汽轮发电机和水轮发电机均应装设转子一点接地保护。转子一点接地保护原理可分为注入式和非注入式两大类。非注入式原理依靠转子绕组本身的电气量构成保护判据，如切换采样式(乒乓式)原理；注入式原理则需要外加辅助电源，给转子绕组对地注入电压，采集相关电气量构成保护判据，如注入直流电压原理、注入交流电压原理和注入方波电压原理。目前大型发变组的保护方案要求采用双重化配置，转子接地保护由于保护原理的原因只能双重化配置单套运行，即采用一套运行一套备用方式，需要时通过人工带电切换。国内外发变组保护中实现转子一点接地保护的双套运行一直是个无法解决的难题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可双重化并列运行的交、直流注入式转子一点接地保护方法，保护配置由注入直流转子一点接地保护和注入交流转子一点接地保护构成，两套保护可同时并列运行，也可以独立使用。为了实现上述目的，本技术所采取的技术方案是:一种交、直流注入式转子一点接地保护装置，其特征在于:包括交流电单元、直流电单元和转子绕组LE，所述转子绕组LE —端与交流电单元连接，另一端与直流电单元连接，所述交流电单元、直流电单元和转子绕组LE分别接地。前述的一种交、直流注入式转子一点接地保护装置，其特征在于:所述交流电单元包括交流电源、变压器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容Cl和电容C2，交流电源通过变压器正输出端、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容CU电容C2与转子绕组相连，所述交流电源通过变压器负输出端与地相连。前述的一种交、直流注入式转子一点接地保护装置，其特征在于:所述直流电单元包括直流电源、电阻R4和电阻R5，所述直流电源正极通过电阻R4与转子绕组单元直流输入端相连，所述直流电源负极通过电阻R5与地相连。前述的一种交、直流注入式转子一点接地保护装置，其特征在于:在电阻R5的两端并联连接有一电子开关。本技术的有益效果是:1、两种原理的保护装置之间接线简单。2、能够实现对转子绕组100%接地保护，转子绕组上任何一点接地，保护灵敏度相近。3、两套保护均采用注入式原理，实现转子一点接地保护在停机或开机状态下地并列运行，并且均能对转子绕组的绝缘进行监测。4、两套保护既可以同时投入运行，也可以单独运行。一套保护退出运行时，另一套能自动识别，不影响自身的运行。附图说明图1是转子一点接地保护双重化直流从负端注入配置原理示意图。图2是转子一点接地保护双重化配置直流从正端注入原理示意图。图3是注入直流转子一点接地保护单独运行时泄漏电流Id仿真图。图4是两套保护同时运行时直流泄漏电流Id仿真图。图5是注入交流转子一点接地保护单独运行时交流回路电流Ia仿真图。图6是注入交流转子一点接地保护单独运行时交流回路电压Ua仿真图。图7是两套保护同时运行时交流回路电流Ia仿真图。图8是两套保护同时运行时交流回路电压Ua仿真图。图9是注入直流转子一点接地保护电子开关打开时等效电路图。图10是注入直流转子一点接地保护电子开关闭合时等效电路图。图11是注入交流转子一点接地保护电子开关打开时等效电路图。图12是注入交流转子一点接地保护电子开关闭合时等效电路图。图13是两套保护协调机制示意图。具体实施方式本技术所要研究的内容有:1、转子一点接地保护双重化并列运行原理设计为了实现真正意义上的转子一点接地保护双重化配置，本技术提出了一种可双重化并列运行的交、直流注入式转子一点接地保护方法，保护配置由叠加直流转子一点接地保护和叠加交流转子一点接地保护构成。这两套保护可同时配合使用，也可以独立使用。2、交、直流注入回路的设计交流注入回路的设计需要考虑转子高电压对注入电源的损害，也要考虑转子绕组中高频分量对注入回路的损害。 3、保护模块滤波措施叠加直流转子接地保护通过检测转子接地开合漏电流大小来计算接地电阻，而漏电流则受到转子对地电容的影响，研究漏电流免受转子对地电容的影响是本技术的研究内容之一。叠加交流转子接地保护转子绕组对地的交流电压和交流电流来计算接地电阻，在接地电阻较大时，转子绕组对地交流电压较大，达到几十伏，而对地电流则是毫安级的，如何合理的采集电压和电流是接地电阻计算是否精确的关键。机组运行情况下，转子绕组系统中可能含有高次谐波，如6次谐波，需采用相应的措施滤波。4、双原理之间相互影响的抑制措施由于两种原理同时注入直流和交流到转子绕组，相互之间的影响是难免的，采用相应的抑制影响措施是必须的，如加电容隔直，对接地电阻进行适当的补偿等。以下结合附图对本技术做进一步的描述。转子一点接地保护双重化配置如图1和2所示，包括交流电单元、直流电单元和转子绕组LE，所述转子绕组LE —端与交流电单元连接，另一端与直流电单元连接，所述交流电单元、直流电单元和转子绕组LE分别接地。交流电单元包括交流电源、变压器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容Cl和电容C2，交流电源通过变压器正输出端、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容Cl、电容C2与转子绕组相连，所述交流电源通过变压器负输出端与地相连。直流电单元包括直流电源、电阻R4和电阻R5，所述直流电源正极通过电阻R4与转子绕组单元直流输入端相连，所述直流电源负极通过电阻R5与地相连，在电阻R5的两端并联连接有一电子开关。I)、原理分析由保护双重化配置原理，两套保护同时投入使用，对注入直流转子一点接地保护而言，由于Cl、C2的隔直作用，使得直流分量不会进入交流注入回路，但交流分量会流入到直流注入回路。图3为注入直流转子一点接地保护单独运行时漏电流Id仿真图，随着电子开关的开合，Id的幅值大小会发生变化。由于转子绕组对地电容的存在，在电子开关切换的瞬间，Id有一个衰减的暂态过程，在采样计算时，需躲开这个暂态过程。图4为两套保护同时运行时Id仿真图，由于有交流量注入直流回路,在Id中注入有交流分量；又因为电子开关的切换，导致电路结构发生变化，从而使得交流分量幅值在两种状态下也有所不同。因此检测到的开电流和合电流中含有交流，需要采取相应的措施滤除这种交流分量。如图3中所示为注入交流转子一点接地保护单独运行时采样电流和采样电压的仿真示意图。计算接地电阻所采样的交流电流和交流电压呈现稳态正弦变化。当两套保护同时运行时，随着电子开关的切换，交流电流和电压呈现周期性变化，而且在电子开关切换瞬间，交流电流电压也有一个暂态过程，交流电压尤为明显，如图3中所示。由图3中可以看出，两套保护同时运行时，交流电流幅值比单独运行时有所增加，说明交流电源负载变大，原因是直流回路造成的。由此，可以得到以下几点结论:(I)、由于电子开关开合引起交流电流和电压呈现周期性变化，需跟踪电子开关的开合状态。(2)、在采样电流电压进行计算时，需要躲过电子开关切换时的暂态过程。交流分量会流入直流注入回路，因此，注入交流转子一点接地保护所计算的接地电阻，需要对直流注入回路的切换电阻进行补偿。2、保护算法设计I)、注入直流转子一点接地保护如图1所示，给转子绕组负端注入一个直流电压Ud (Ud=50V)，设正常运行时转子绕组对地阻抗为无穷大，且认为在电子开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交、直流注入式转子一点接地保护装置，其特征在于：包括交流电单元、直流电单元和转子绕组LE，所述转子绕组LE一端与交流电单元连接，另一端与直流电单元连接，所述交流电单元、直流电单元和转子绕组LE分别接地。

【技术特征摘要】
1.一种交、直流注入式转子一点接地保护装置，其特征在于:包括交流电单元、直流电单元和转子绕组LE,所述转子绕组LE —端与交流电单元连接,另一端与直流电单元连接，所述交流电单元、直流电单元和转子绕组LE分别接地。2.根据权利要求1所述的一种交、直流注入式转子一点接地保护装置，其特征在于:所述交流电单元包括交流电源、变压器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容Cl和电容C2，交流电源通过变压器正输出端、电阻R1、电阻R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小波，刘万斌，包明磊，张志勇，
申请(专利权)人：南京国电南自美卓控制系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：