变速抽蓄机组转子绕组接地故障保护及定位方法

变速抽蓄机组转子绕组采用三相交流励磁的特殊结构,导致现有的转子接地保护方法不再适用。为此,提出一种变速抽蓄机组转子绕组接地故障的保护及定位方法。通过在转子滑环外经限流电阻接注入式装置构成转子接地保护的方案。基于注入式原理,提出对地电容参数和故障电阻的在线计算方法,根据接地故障电阻大小判断是否发生接地故障并确定保护出口方式。根据转子转向和转速大小考虑转子绕组电势的相位分布,将故障相绕组各槽导体连接处视为虚拟故障点并计算其对应的参考电势比值。比较实际电势比值与各虚拟故障点的参考电势比值,将差异最小的虚拟故障点视为故障位置,实现接地故障定位。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提方法的有效性。     

大型汽轮发电机定子单相接地故障定位新方法

发电机定子绕组单相接地故障定位能扩展目前定子接地保护的功能,为快速检修故障提供依据。分析了大型汽轮发电机的电动势分布特征,推导了定子绕组电势与故障位置的关系,给出了新的定子绕组电势表达式。分析了定子绕组单相接地故障时零序电压、三相电压的幅值变化特征,推导了三相电压幅值变化与故障位置和接地电阻的关系。在此基础上,提出了一种综合利用零序电压和三相电压幅值特征的定子绕组单相接地故障定位新原理。理论分析和仿真计算表明:应用本方法能可靠识别故障位置,且该方法不受中性点接地方式的影响。该方案仅需要零序电压和机端三相电压,简单易行,不需增加额外设备,适用于高阻接地故障,仿真数据验证了算法的可行性。     

基于绕组分布的大型汽轮机组定子接地故障定位方法

定子接地故障是大型发电机组最为常见的故障类型,若能快速有效地定位绕组接地故障位置,对于加快机组检修进度、推进机组恢复供电具有重要价值.为此,提出一种基于绕组分布的大型汽轮机组定子单相接地故障定位方法,从大型机组定子单相接地时的故障特征及绕组电势分布的影响分析出发,构建机组绕组的零序电压所满足的幅值方程和相位方程,并结合机组定子绕组电势分布的解析表达,提出通过数值求解快速定位故障位置的方案.仿真分析结果验证了该方法的有效性.     

大型隐极发电机定子单相接地故障定位新方法

发电机定子单相接地故障在生产过程中时有发生,如不能快速切除,对发电设备和电力系统都有较大的危害。提出了一种大型隐极发电机定子单相接地故障定位新方法,所提方法通过基波零序电压和故障相基波电势确定定子单相接地故障的位置,适用于中性点经高阻接地的发电机以及中性点不接地的发电机,且不依赖于注入式定子接地保护,所需要的故障信息较少,简单易行,可在现场推广应用。仿真数据和实际故障案例验证了所提方法的正确性。     

水轮发电机定子单相接地故障定位新方法

分析了大型水轮发电机绕组基波电势的分布特征,推导了定子单相接地故障时的基波零序电压故障分量的相位与过渡电阻、故障位置的关系,提出了一种综合利用基波零序电压故障分量幅值和相位信息的定子单相接地故障定位新原理,并对该定位方法的误差进行了理论分析。理论分析和仿真测试结果表明:所提方法适用于大型水轮发电机,且不受中性点接地方式的影响,提高了故障定位的准确性。所提方法简单易行,仅需测量基波零序电压和相电压,无需增加额外设备。     

发电机定子绕组单相接地故障的定位方法

对发电机定子单相接地故障进行故障定位,能够扩展目前定子单相接地保护的功能,有利于尽早发现和排除接地故障。提出了一种针对中性点经配电变压器高阻接地的发电机定子单相接地故障定位方法。由基波零序电压启动故障定位功能,根据发生单相接地故障后故障相机端对地电压最低的特点,判断出故障相别。进一步利用故障位置与发电机零序电压、故障相相电压、对地电容以及接地故障过渡电阻之间的关系,计算出具体的故障位置,其中,接地故障过渡电阻值由外加20Hz电源定子单相接地保护计算得到。此故障定位方法简单易行,无需另外增加设备。动模试验结果验证了此故障定位方法的正确性和有效性。     

基于基波电势分布特征的大型发电机定子接地故障定位方法

提出一种基于基波电势分布特征的定子接地故障定位方法,该方法按各相各分支定子线圈的实际连接关系,确定发电机中性点至接地故障点的基波电势,建立了该基波电势、机端三相基波电压、基波零序电压、接地过渡电阻阻值之间的数学关系,准确定位定子接地故障,并对波绕组发电机故障定位中的特殊情况进行了分析。采用基于准分布电容参数的定子接地故障仿真模型验证了所提方法的有效性。最后对现场实际故障案例进行分析,进一步验证了所提方法的准确性,其可大幅缩短现场故障检修的时间。     

基于几何关系求解的汽轮发电机定子接地故障定位方法

提出一种基于几何关系求解的汽轮发电机定子接地故障位置定位方法。根据大型汽轮发电机定子绕组内部基波电势分布特征,将其电势相量依次相连后近似等效为平面上的一段圆弧,对应圆心角记为β,同时将发生接地故障时的定子零序电压、机端绕组相电压映射至该平面上,建立故障位置至中性点的基波电势与定子零序电压、机端绕组相电压等相量间的几何关系,结合零序回路阻抗特征参数,计算中性点至故障位置所对应的故障角γ,γ与β的比值即为接地故障位置。通过仿真试验及现场故障案例对所提方法进行验证。验证结果表明,所提方法简单有效,不依赖注入式定子接地保护,能大幅提高定子接地故障诊断效率,缩短故障排查时间。     

三峡大型发电机中性点接地电阻的合理选择

通过分析中性点接地电阻对定子绕组单相接地保护、重燃弧过电压以及接地故障电流的影响,认为适当地提高中性点接地电阻有助于提高外加20 Hz电源定子单相接地保护的灵敏度、有利于减小接地故障电流和中性点接地电流,且不会带来威胁发电机安全的过电压.结合三峡发电机的特点--定子绕组绝缘等级高、定子绕组对地电容大,认为中性点接地电阻取3～5倍的对地容抗值比较合适.     

基于三次谐波电势分布特征的发电机定子绕组接地故障定位方法

海洋核动力平台发电机拟采用有源电压消弧技术,需要实现全定子绕组内准确可靠的在线接地故障定位。针对现有基波定位方法存在的问题,该文提出一种基于三次谐波电势分布特征的发电机接地故障定位方法。基于各线圈三次谐波相电势180°相带分布特点,构建三次谐波故障电势与三次谐波相电势间的几何关系式。以三次谐波故障电流为中间量,建立包含三次谐波故障电势、中性点三次谐波电压、中性点三次谐波电压变化量的解析定位方程。方程中不含接地过渡电阻,适用于未安装注入式保护设备的海洋核动力平台发电机。在工程应用中,该方法可与基波定位方法协同配合,解决基波定位方法的多解问题,并提高定位结果精度。仿真和动模试验结果验证了所提定位方法的准确性和有效性。     

大型发电机组注入式定子接地保护调试与整定

随着发电机单机容量的不断增大,发电机定子绕组对地电容不断增加,导致定子单相接地电流不断增大,容易造成发电机定子对地绝缘老化或出现接地故障,对发电机定子单相接地保护提出了更高的要求以确保发电机安全运行。阐述了注入式定子接地保护原理及现场调试方法,并对相角补偿值、阻抗补偿值及对相关的保护值进行了整定。根据现场对发电机静止状态下的调试以及发电机由空载缓慢升压至30%额定电压后的测试结果,进一步验证了保护定值整定的正确性和保护装置动作的准确性。     

燃气轮发电机20 Hz注入式定子接地保护灵敏度分析

20 Hz注入式定子接地保护与发电机绕组的接地故障位置无关,能够反映定子绕组绝缘的均匀下降,能够对绝缘老化起到监督作用。一般来说,与基波+3次谐波原理的定子接地保护相比,20 Hz注入式定子接地保护有灵敏度高、整定简单、调试方便等特点。但是同时也应该注意到,20 Hz注入式定子接地保护的灵敏度与发电机中性点接地设备的参数密切相关,中性点等一次设备的参数若配置不当,反而会降低20 Hz注入式定子接地保护的灵敏度,从而直接影响注入式定子接地保护功能的发挥,留下安全隐患。     

基于泄漏电流的选择性水轮发电机定子单相接地保护方案

为解决扩大单元接线发电机的选择性问题,分析了定子单相接地故障前后发电机对地泄漏电流的变化特征：非故障发电机对地泄漏电流相位滞后零序电压90°;而故障发电机对地泄漏电流超前零序电压0°~90°。通过比较各发电机对地泄漏电流的方向判断单相接地点是否在本发电机定子绕组内部。仿真分析结果表明：该保护方案能可靠地识别出发电机内、外部的定子接地故障,判断故障发电机,对判断发电机机端出线侧定子接地故障有很高的可靠性;该方案构成原理较简单,具有一定的工程应用前景和参考价值。     

基于相角差的发电机定子接地保护方向元件

分析了发电机发生内外部单相接地故障后,机端和中性点侧3次谐波电压、基波零序电压和零序电流之间相角的变化关系。在此基础上,提出基于相角判别的新型发电机定子接地保护方向元件。该方向元件由2部分组成:对距中性点50%以内的定子绕组故障,利用机端和中性点两侧故障分量3次谐波电压的相角值相等且为负值的特点构成;对50%以上范围的定子绕组故障,由于零序故障电压和电流均相对较大,采用零序电压和零序电流相位的关系来识别故障方向。该方向元件构成原理简单,可以与目前现场应用的各种单相接地保护方案配合使用,具有较强的工程应用前景。     

注入信号法补偿式高灵敏度发电机定子接地保护

注入信号法发电机定子接地保护受定子绕组对地电容的影响,灵敏度较低,难以满足大型机组高灵敏度继电保护的要求,而采用外加小电抗器,选择合适的注入信号频率,以补偿定子绕组对地容抗、测量故障接地电阻或测量信号电压、信号电流相位差进行接地保护则可改善大型机组定子接地保护的灵敏度。计算、分析与仿真表明：该方法具有较高的灵敏度。     

基于数学形态学的发电机定子绕组接地保护的研究

针对常用的发电机定子单相接地保护用于扩大单元接线时不具备选择性的问题,利用数学形态学对信号奇异性的检测功能和滤波特性,提出一种比较故障时机端零序电压和零序电流的突变极性来识别故障的新方法,经大量PSCAD仿真验证该保护方法能有效检测定子单相接地故障和准确判断故障发电机,且与发电机中性点接地方式无关。