[发明专利]一种发电机低频启动过程保护方法及装置

说明书

本发明公开了一种发电机低频启动过程保护方法及装置，包括：采集发电机的机端侧电压；计算发电机的机端侧电压频率；当计算得到的机端侧电压频率值高于频率制动低频投入定值时，将各保护的原保护定值保持不变；当计算得到的机端侧电压频率值低于频率制动低频投入定值时，将原保护定值提高相应的倍数；所述相应的倍数计算方式为：频率偏差值乘以比率制动系数定值。通过提高低频启动过程保护的保护定值，可提高发电机变频启动过程中初始极低频率阶段保护的可靠性，发电机频率高于设定值时，保护可取较灵敏定值，保证保护的灵敏性。

技术领域

本发明涉及继电保护领域，具体地涉及一种发电机基于频率比率制动原理的低频启动过程保护方法及装置。

背景技术

大型抽水蓄能发电机组、燃气轮机组及新型调相机组等由于运行工况特殊，一般无法自行启动，通常采用静止变频器(SFC)启动，从零赫兹逐步拖动至额定频率附近，然后检同期并网。因此与常规火电、水电等机组不同，抽水蓄能机组、燃气轮机组及新型调相机组在启动阶段定子、转子绕组始终带电，且频率为从零赫兹至额定频率的变频过程，在初始阶段频率极低。由于常规电磁式互感器随频率降低传变特性变差，尤其是初始阶段频率很低时，互感器进入深度饱和，传变误差很大，严重影响低频启动过程保护性能，为减少保护误动风险，一般需要采用较高定值，但在频率较高阶段灵敏度又很低，因此难以兼顾较高频率段保护灵敏度和极低频率段保护可靠性。

发明内容

本发明的目的是：针对抽水蓄能机组、燃气轮机组及调相机组静止变频器启动过程特点，提出一种发电机低频启动过程保护方法，根据常规电磁式电流互感器传变特性随频率降低逐渐变差的特征，采用频率比率制动方法，在发电机组变频启动过程中初始极低频率阶段提高保护的可靠性，在发电机组进入较高频率阶段，保护恢复为较灵敏定值，保证了保护的灵敏性。

为了达成上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种发电机低频启动过程保护方法，包括：

采集发电机的机端侧电压；

计算发电机的机端侧电压频率；

当计算得到的机端侧电压频率值高于频率制动低频投入定值时，将各保护的原保护定值保持不变；当计算得到的机端侧电压频率值低于频率制动低频投入定值时，将原保护定值提高相应的倍数；所述相应的倍数计算方式为：频率偏差值乘以比率制动系数定值。

优选的实施例中，所述各保护包括：差动保护、过电流保护、零序过电压保护。

优选的实施例中，还包括：

采集发电机的机端侧电流、中性点侧电流和零序电压；

采用不受频率变化影响的算法计算发电机的机端侧电压频率、机端侧和中性点侧电流幅值和差动电流幅值、中性点侧零序电压幅值。

优选的实施例中，对于差动保护，如果满足式(1)的判据，则判为相间短路故障；保护判据为：

其中，I_cd为差动电流幅值、K_zd1为差动保护的频率比率制动系数定值、f_zd为频率制动低频投入定值、f_f为机端侧电压频率、I_cdzd为差动启动定值。

优选的实施例中，对于过电流保护，如果满足式(2)的判据，则判为相间短路故障；保护判据为：

其中，I_fn为中性点侧电流幅值、K_zd2为过电流保护的频率比率制动系数定值、f_zd为频率制动低频投入定值、f_f为机端侧电压频率、I_zd为过电流定值。