[发明专利]一种发电机定子绕组单相接地故障的选相方法

说明书

本发明公开了一种发电机定子绕组单相接地故障的选相方法，测量故障发电机的三相电压以及零序电压；利用发电机的三相电压计算AB相的线电压；计算零序电压突变量，并计算零序电压突变量和AB相线电压间的相位角；利用零序电压相位特征和故障点接地电阻测量值实现故障选相。本发明的有益效果是利用故障后零序电压的相位特征和接地电阻值，实现定子单相接地故障选相。该方法能够在各种中性点接地方式下，实现大型发电机定子单相接地故障的准确选相，适用于高阻接地故障。

技术领域

本发明属于发电机技术领域，涉及一种用于对大型发电机定子单相接地故障进行准确选相的方法。

背景技术

定子绕组单相接地故障是发电机的常见故障之一，由于大型发电机定子绕组分布电容较大，可能引起定子铁芯的烧伤和扩大为相间或匝间故障。对定子单相接地故障实现准确选相是故障定位的基础，能为故障的快速检修提供依据。

针对中性点直接接地系统，工程中应用成熟的选相方法主要有电流突变量选相和序分量选相，但发电机为中性点非直接接地系统，上述选相方法并不适用。目前，定子单相接地故障的选相方法主要采用低电压选相，既故障时机端电压最低的相为故障相。但定子绕组经高阻接地故障时，故障相电压不一定最低。利用低电压的选相方法在高阻接地故障故障时误选相的缺陷，针对高阻接地故障的选相方法还有待进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发电机定子绕组单相接地故障的选相方法，本发明的有益效果是利用故障后零序电压的相位特征和接地电阻值，实现定子单相接地故障选相。该方法能够在各种中性点接地方式下，实现大型发电机定子单相接地故障的准确选相，适用于高阻接地故障。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

a.测量故障发电机的三相电压和以及零序电压

b.利用发电机的三相电压计算线电压

c.利用故障后的零序电压和正常运行时的零序电压计算零序电压突变量并计算零序电压突变量和线电压间的相位角φ_mAB，根据相位角φ_mAB的范围实现故障选相。

进一步，零序电压突变量的表达式为：

式中C_GΣ表示发电机三相对地的总电容；α表示故障位置到中性点的定子绕组匝数占绕组总匝数的百分比；为故障相电势；为故障点到中性点的绕组电动势；R_f为故障点接地电阻；Z表示中性点的接地阻抗；

A相接地故障时，零序电压突变量与线电压的相位角φ_mAB之间存在以下关系：

将式(1)代入式(2)得：

对于大型发电机，φ_mAB的大小与绕组电势相位角和故障电阻有关，由式(3)确定A相接地故障时φ_mAB的角度范围。

进一步，根据相位角φ_mAB的范围实现故障选相方法如下：

1)当时，表明A相接地；

2)当时，表明B相接地；

3)当时，表明C相接地。

进一步，当仅利用φ_mAB不能实现故障选相时，利用注入式定子接地保护测量的接地电阻值R_f和φ_mAB共同实现故障选相。

附图说明

图1是发电机定子单相接地故障原理图；