基于3次谐波电压故障暂态分量的定子单相接地保护

在分析发电机定子单相接地故障产生的故障暂态分量信息特征的基础上，提出了一种定子单相接地暂态保护方案。该保护方案根据单相接地故障后机端和中性点3次谐波电压的故障暂态分量近似相同的特点，把两个故障分量的相量和与相量差分别作为保护动作信号及制动信号，通过比较数据窗内相应信号的谱能量检测定子单相接地故障。仿真和试验结果表明新的暂态保护判据灵敏度高，不受发电机运行工况的影响，具有较好的鲁棒性。     

发电机定子绕组单相接地保护自适应判据研究

分析了发电机机端和中性点的零序基波及3次谐波电压故障暂态分量的特点,在此基础上提出了发电机定子绕组单相接地保护的自适应判据。该判据考虑了零序基波电压及3次谐波电压故障分量的综合效应,并以制动信号谱能量和动作信号谱能量的比值作为制动系数,该值在发电机正常运行时接近为1,在发电机定子绕组单相接地时远小于1。因此,自适应判据有效提高了保护在定子绕组经过渡电阻单相接地情况下的灵敏度。文章还建立了发电机的多回路暂态数学模型,采用半隐格式求解法对定子单相接地故障进行了仿真,结果证明了所提判据的有效性和良好的抗噪性。     

基于小波变换的发电机定子单相接地保护能量法

根据发电机发生单相接地故障时机端和中性点零序电压存在故障分量，并且两侧故障分量近似相同的特点，提出了利用小波变换检测发电机定子单相接地故障的能量法。该方法在不同尺度下对两侧零序电压的故障分量进行小波变换，将高频部分之和与差分别作为保护的动作信号和制动信号，计算数据窗内相应信号的谱能量作为保护的动作量和制动量，通过比较动作量和制动量的大小检测发电机单相接地故障。通过在制动信号中引入噪声估计考虑噪声的影响，提高了保护判据的可靠性。仿真和试验结果验证了该保护方案具有较高的灵敏度与可靠性。     

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。     

故障分量发电机定子单相接地保护应用研究

简要分析了发电机发生定子单相接地故障后,机端和中性点侧零序电压变化的特性,并对基波和3次谐波电压原理的发电机定子接地保护方案的灵敏度进行比较.研究表明,发电机绕组中部接地时电压增量相对较小,不利于保护灵敏度的提高.在此基础上,提出改进的利用基波和3次谐波零序电压综合信息量的差动保护判据.该判据忽略基波零序电压增量的影响,减少了调试和整定环节,能有效提高保护灵敏度.理论分析以及实验研究均表明其优越性.     

基于多回路－有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障保护方案校验方法

同步发电机数学模型是进行故障暂态仿真，设计、校验保护方案的理论基础。文中将多回路方法与电磁场有限元计算相结合，建立了同步发电机的多回路一有限元耦合数学模型，其突出优点在于：可以同时计及定子绕组对地分布电容，磁路饱和、磁极形状、齿槽效应等因素，适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析及保护方案(尤其是三次谐波电压保护方案)校验。应用该数学模型完成了同步发电机定子单相接地故障暂态数字仿真，仿真与实验结果基本吻合，验证了该数学模型的准确性与有效性。进而提出了基于多回路一有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障三次谐波电压保护方案校验方法。应用该方法对典型的定子单相接地稳态判据、暂态判据进行仿真校验，结果与实验基本吻合，表明该方法是正确可行的。     

Powerformer定子单相接地保护研究

提出一种基于故障分量能量函数的Powerformer定子单相接地保护新原理。不同于传统保护方案需要测量发电机中性点和机端的基波零序电压和3次谐波电压,文中提出的方法利用Powerformer机端处的零序电流和母线处的零序电压,通过分析能量方向检测接地故障,对于发电机区内故障和区外故障具有很好的区分性。MATLAB仿真结果证明,在不同的故障情况下,该方案具有较高的灵敏性和可靠性,能够满足Powerformer的保护要求。     

基于小波变换的选择性发电机100%定子单相接地保护方案

提出了基于小波变换的选择性发电机100％定子单相接地保护方案。通过直接对机端、中性点两侧的零序测量电压以及零序电流进行小波分析，利用模极大值的极性比较，能可靠地识别出发电机内、外部的定子接地故障，并对内部故障有100％的保护范围。仿真结果表明，新方案在各种运行方式下均能取得很高的保护灵敏度和可靠性，是一种较佳的具有选择性的发电机定子接地保护新方案。     

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。     

大型水轮发电机定子单相接地故障的暂态仿真

根据水轮发电机定子和转子的绕组结构，在利用多回路理论计算定子和转子绕组电感参数的基础上，考虑定子绕组对地电容的分布性，建立了新的水轮发电机定子绕组单相接地故障暂态仿真模型，将定子绕组单相接地问题的研究统一在一个模型之中。文中以三峡发电机的一种设计方案为例，分析了定子绕组对地分布电容对模型的影响，讨论了单相接地过程中机端与中性点处零序电压及接地故障电流随故障位置和接地电阻的变化关系。该模型适合发电机定子绕组单相接地故障的全过程仿真，可为单相接地故障继电保护方案的分析与开发提供基础。     

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。     

故障分量提取及故障选相的新方法

提出了一种中低压中性点不接地系统故障分量提取的新算法，该算法既能提取短时的暂态故障分量，也能提取长时间稳定的故障分量，对速断、定时限及过电流保护都适用，可极大地改善延时保护的性能；在此基础上给出了自适应电流保护中系统阻抗准确计算的方法；针对目前利用相电流差故障分量选相存在灵敏度不够高的缺陷，提出了利用相电流之和的故障分量来进行故障选相的高灵敏度选相算法。     

时间序列小波神经网络在故障测距中的应用

在小电流接地系统单相接地故障特征分析的基础上,提出了一种基于故障后暂态电气量由时间序列小波神经网络原理来实现的直配线路单相接地故障测距方法。给出了广义的小波神经网络概念,提出了适合暂态时间序列分析的小波神经网络模型并应用于小电流接地系统直配线故障测距。理论及大量的EMTP仿真结果表明此方法是可行的,且具有较好的故障测距性能。     

发电机中性点电压互感器断线的检测方法

分析了发电机中性点电压互感器断线故障对定子单相接地保护的影响,指出中性点电压互感器断线将导致三次谐波电压比值型定子单相接地保护误动,但现有电压互感器断线判断方法不易检测该处的断线故障。利用单相接地故障发生时机端和中性点三次谐波电压故障分量近似相同的变化特点区分中性点电压互感器断线与中性点金属性接地故障,防止定子单相接地保护误动。     

零序电流有功分量方向接地选线保护原理

章在综述了国内外小电流接地系统单相接地故障保护现状的基础上,分析了目前各种保护原理的优点与不足,介绍了新颖的零序电流有功分量方向保护原理,并对接地选线保护装置的动作参数进行了论述。