[发明专利]缩小乒乓切换式转子一点接地保护故障定位范围的方法

说明书

缩小乒乓切换式转子一点接地保护故障定位范围的方法，故障定位的具体步骤为：步骤一、转子一点接地故障判定；步骤二、对采样电阻两端电压中的基波分量和三次谐波分量进行判断，判别故障位置。通过在发生转子一点接地故障时检测采样电阻端电压的基波分量和三次谐波分量，能够对故障出在交流侧还是直流侧做出具体判断，引入三次谐波分量能够对交流侧中性点接地情况做出判断，缩小故障查找范围，方便维保人员尽早的排出故障，为快速查找故障提供决策依据，适合在水轮机组故障排查领域推广使用。

技术领域

本发明涉及水轮机发电机组故障诊断领域，具体涉及一种缩小乒乓切换式转子一点接地保护故障定位范围的方法。

背景技术

发电机转子回路接地故障是发电机常见的故障形式之一，主要表现为转子绕组受潮绝缘降低、转子绕组因安装维护不当留有金属异物、运行中转子滑环电流引线螺钉松动、转子碳刷粉末沉积等情况。转子回路发生一点接地时，由于未形成电流回路，对发电机运行没有直接影响。但是，若一点接地故障未及时处理，相继发生两点接地故障，会造成转子本体烧伤、励磁绕组过热、发电机剧烈振动等严重后果。为防止此类事故发生，目前大型同步发电机均配置了转子一点接地保护，当转子绕组一点接地时，保护装置可正确动作，根据整定方案，发出告警信号或直接出口跳闸。

乒乓切换式转子一点接地保护是常见的一种转子接地保护方案，其基本原理如图1所示。S1、S2为2个电子开关，由微机控制通断切换；K为转子绕组接地点的位置，在距负端α发生接地。当S1闭合，S2打开时为状态1，S1打开，S2闭合时为状态2。通过检测两种状态下R₁两端电压为U、励磁电压E的变化，联立电路方程，可计算出接地电阻R_g及接地位置。这种原理的转子接地保护，因为要依赖励磁电压E的作用，只能在开机状态下起到保护作用。

分析可知，这种保护无法区分故障点在励磁系统交流侧还是直流侧，当励磁系统交流侧发生一点接地故障时，乒乓切换式转子一点接地保护测量电阻会越下限，并且判断出故障位置在转子绕组50％附近，对故障排查造成很大困扰。当转子一点接地保护动作后，维护人员需要对转子绕组做大量检查，耗费大量精力。

因此，发明人提出一种缩小乒乓切换式转子一点接地保护故障定位范围的方法，当保护动作后，首先根据本方法做出故障点位于交流侧还是直流侧的初步判断，缩小故障定位范围，为快速查找故障提供决策依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种缩小乒乓切换式转子一点接地保护故障定位范围的方法，能够对故障点位于交流侧还是直流侧做出初步判断，缩小故障查找范围，方便维保人员尽早的排出故障，为快速查找故障提供决策依据。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

缩小乒乓切换式转子一点接地保护故障定位范围的方法，故障定位的具体步骤为：

步骤一、检测并计算乒乓切换式转子一点接地保护装置中接地电阻R_g阻值，当接地电阻R_g阻值在设定的时间t内持续小于设定的极限值，判定发生转子一点接地故障；

步骤二、检测出现转子一点接地故障时采样电阻R₁两端电压U中的基波分量U_1～与三次谐波分量U_3～，当基波分量U_1～幅值超过设定上限或三次谐波分量U_3～幅值超越上限时，此时一点接地保护故障点位于励磁系统交流侧；

当基波分量U_1～幅值和三次谐波分量U_3～幅值都未超过其设定上限时，此时一点接地保护故障点位于励磁系统直流侧。

上述的基波分量U_1～幅值上限阈值按一定的灵敏系数来整定，设定灵敏系数为K_sen，则基波分量U_1～幅值上限阈值整定为：