[发明专利]核电厂发电机注入式定子接地保护动态试验方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及核电厂发电机接地保护技术领域，尤其涉及一种核电厂发电机注入式定子接地保护动态试验方法及装置。

背景技术

发电机是核电厂重要备用电源设备，核电厂发电机接地保护方式有多种，其中，发电机注入式定子接地保护是核电厂常用的一种保护方式。由于当发电机定子绕组没有接地时，发电机定子绕组对地为纯容抗，当发电机定子绕组单相接地时，发电机定子绕组对地不为纯容抗且存在一定大小(如0～10k)的对地电阻。

核电厂发电机注入式定子接地保护基于这一原理，通过发电机中性点接地变压器向发电机定子绕组注入低频电源，利用导纳法准确计算出发电机定子绕组对地阻抗；当发电机发生定子绕组单相接地时，注入信号的电压和电流角度会发生变化，根据发电机定子绕组对地容抗，计算定子绕组对地电阻，判断发电机是否发生定子绕组接地故障。

发电机静止状态(即处于零转速状态)和动态(即处于额定转速、励磁投入状态)下设备容抗、测量电阻(即测量的对地电阻)存在一定的误差，即可能出现发电机注入式定子接地保护装置测量的对地电阻与发电机定子绕组的实际对地电阻不相等或差值超过合理误差范围，而无法准确地判断发电机是否发生定子绕组接地故障。因此，需要对发电机注入式定子接地保护参数进行检测和校正，以使其测量的对地电阻与发电机定子绕组的实际对地电阻差值属于合理误差，以确保注入式定子接地保护的可靠性。

在实际应用中，为了确保注入式定子接地保护的可靠性，除了需要进行发电机静止状态下定子接地保护试验，还需要进行发电机动态下实际接地电阻与测量电阻的误差测量，准确测量发电机定子绕组及相连设备(发电机、中性点接地变压器、励磁变压器、发电机机端PT等)对地容抗，综合考虑以减小两种工况(即发电机静态和发电机动态)下的测量误差，以使得保护装置更准确的反应定子绕组绝缘状况，确保保护可靠投入。其中，发电机动态下的定子接地保护试验难度更大。

目前，核电厂发电机注入式定子接地保护常规动态试验方法为：首先，将发电机空载升压至40％额定电压，在发电机中性点接地变压器高压侧，通过试验人员手动将大功率电阻箱接入发电机定子绕组和地之间，再调整电阻箱的电阻至整定值，模拟发电机定子绕组单相接地故障报警、跳闸，从而进行定子接地保护验证试验。

经过分析，上述常规动态试验方法在现场操作过程中存在一定的局限性，影响人身、设备安全，主要表现在以下几个方面：

(1)该试验需在发电机升压后进行，需要试验人员手持绝缘棒接入发电机一次高压设备，绝缘棒虽可保证人体不接触高压，但存在绝缘棒损坏、误操作使高压设备触碰接地外壳、绝缘棒接触不可靠使接触电阻增大等意外情况，当这些意外情况发生时，会导致试验人员触电、运行设备误接地、试验电阻测量不准确等风险，试验风险较高；

(2)需试验人员手动调整电阻箱阻值，增加试验人员触电风险；

(3)试验电阻连接在发电机定子绕组中，若在试验过程中发电机定子绕组发生真实的接地故障，将出现发电机定子绕组两点接地，会损坏电气主设备和试验设备，而现有技术中未采取有效措施避免此类情况发生；

(4)由于注入式定子接地保护整定曲线为非线性变化，常规试验只进行报警、跳闸定值的验证试验，测量电阻采样点较少，不能真实反映保护误差变化情况。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的核电厂发电机定子绕组接地保护常规动态试验风险高的技术问题，提供了一种核电厂发电机注入式定子接地保护动态试验方法及装置，实现了避免或降低试验人员触电、运行设备误接地、试验电阻测量不准确等试验风险的技术效果。

一方面，本发明实施例提供了一种核电厂发电机注入式定子接地保护动态试验方法，所述动态试验方法包括以下步骤：

S1、控制核电厂发电机注入式定子接地保护装置退出使用；

S2、在所述发电机处于空载状态时，且所述发电机励磁升压前，在所述发电机定子绕组中性点和地之间接入阻值可调的试验电阻，通过调整试验电阻的阻值，模拟所述发电机定子绕组接地；

S3、控制所述注入式定子接地保护装置投入使用，控制所述发电机励磁升压至预设电压，并保持所述发电机稳定运行；其中，所述预设电压低于所述发电机的额定电压；

S4、通过所述注入式定子接地保护装置进行测量电阻采样测试，并基于采样测试结果调整所述注入式定子接地保护装置的保护参数，以确保采样精度满足预设要求，从而实现对所述注入式定子接地保护装置的保护性能的检测和校正。

可选的，所述步骤S4具体包括子步骤：