[发明专利]防止传递电压导致发电机定子接地保护误动的闭锁方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止传递电压导致发电机定子接地保护误动的闭锁方法。

背景技术

定子接地保护的快速动作对遏制发电机电气故障发展，降低发电机损坏程度，起着重要的作用。随着定子接地保护整定计算的规范和保护逻辑的完善，由主变传递电压引起的基波零序电压定子接地保护误动率已有所降低，然而在误动中，由传递电压引起的经消弧线圈接地机组的保护误动占很大比例。目前，各主流厂家生产的发变组保护装置中，虽然定子接地保护中均采用了传递电压闭锁逻辑，但根据现场统计，并没有有效的消除传递电压对定子接地保护的影响，保护误动率较高，甚至有导致多台机组同时跳闸的危险，严重威胁到电网的安全运行。

因此，如何简单、有效的消除传递电压对定子接地保护的影响是困扰技术人员的一大难题。

发电机升压变高压侧发生接地短路时，零序电压将通过变压器高、低压绕组间的相耦合电容传递到发电机侧，传递电压计算模型如图1所示。

其中，E0为变压器高压侧接地故障产生的零序电压；C₁为主变高低压绕组间的等效耦合电容，电容值与变压器容量、高压侧电压等级和变压器中性点接地等因素有关；C₂为发电机系统对地单相等效电容，包括发电机、变压器绕组等电气设备的对地电容；L₁和R分别为发电机中性点消弧线圈的等效电感和电阻，电压表V处测得电压U0为发电机端传递零序电压。

目前，发变组定子接地保护中，传递过电压闭锁逻辑均通过检测系统侧3U0的幅值大小来判断是否可能出现传递电压，逻辑图见图2，并作为防止传递电压导致定子接地保护误动的唯一判据。当有接地故障时即认为发电机可能存在传递电压，则将闭锁定子接地保护功能；当系统故障消失后，认为传递电压消失，则立即开放定子接地保护。因此，为防止传递电压对定子接地保护的影响，在保护定值整定计算时，不得不将3U0定值抬高或延长保护动作延时，以躲过传递过电压的影响，这样是以牺牲保护动作灵敏性，即保护范围，和保护动作快速性为代价的。

根据现场保护动作统计，针对消弧线圈接地的发电机组，目前定子接地保护采用的传递电压闭锁逻辑不能有效的消除传递电压的影响，依然会导致定子接地保护误动跳闸。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种防止传递电压导致消弧线圈接地发电机定子接地保护误动的闭锁方法，该方法具有准确识别传递电压能力，可以有效防止传递电压导致的定子接地保护误动。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防止传递电压导致发电机定子接地保护误动的闭锁方法，包括以下步骤：

(1)通过检测系统侧发电机端的传递零序电压幅值的大小来判断系统是否发生接地故障；

(2)判断发电机出现的零序电压是否因传递电压而引起，如果是，则闭锁定子接地保护；

(3)当系统侧故障切除后将通过对零序电压的频率检测来判断传递电压是否进入自由振荡过程，检测到的频率明显偏离工频，则可判断产生了传递电压振荡，同时闭锁保护；否则认为传递电压振荡衰减消失，同时开放保护；

(4)当传递电压衰减消失后，机组处于正常运行状态后，开放定子接地保护；

所述步骤(3)当系统接地故障切除后，系统侧零序电压源作用消失，因LC电路自由振荡的特点，发电机传递电压并没有随系统接地故障的切除而消失，而是进入自由振荡状态并逐步衰减；

所述步骤(3)中，判断传递电压是否进入自由振荡过程的判据包括：判据一：系统故障切除后，零序电压混频频率与系统工频频率的差别明显；判据二：系统侧3U0电压消失后，传递电压的振荡过程将随一次时间参数而衰减消失，因此系统侧3U0消失延时复归作为第二个判据，采用两个判据来进行传递电压识别，如两个判据均成立则继续闭锁定子接地保护，否则将开放定子接地保护。

所述步骤(1)中，当系统发生接地故障时，系统侧零序电压源的幅值等于系统接地故障时的零序电压，此时，发电机机端的传递电压是机组固有特征频率与接地零序电压频率形成的混频波形，传递电压频率用公式(1)计算：

式中：f为传递电压频率；f₁为LC电路的固有特征频率；f₂为系统侧零序电压3U0频率。