[发明专利]海洋核动力平台发电机定子接地故障程度诊断方法和系统

说明书

本发明公开了一种海洋核动力平台发电机定子接地故障程度诊断方法和系统，属于海洋核动力平台电力系统保护领域。本发明建立综合接地故障电流和系统过电压的发电机定子接地故障诊断函数，能够同时反映发电机定子绕组接地故障对发电机运行安全和配电网绝缘安全的危害程度，并为海洋核动力平台发电机定子接地保护实现依据故障程度的自适应切机控制方式提供有效参考，保证海洋核动力平台电力系统的安全运行，并为其他发电机定子接地保护改进方法提供技术参考。

技术领域

本发明属于海洋核动力平台电力系统保护领域，更具体地，涉及一种海洋核动力平台发电机定子接地故障程度诊断方法和系统。

背景技术

海洋核动力平台是海上移动式供电平台，可用于海上工程作业供电、远洋海岛供电、海水淡化等。海洋核动力平台站内低压系统采用网源直连拓扑结构，由于站内核反应堆敏感负荷对供电可靠性要求高，发电机故障时，希望在轻微故障情况下避免突然切机对系统造成冲击，且能够快速完成检修过程恢复系统正常供电，这就需要在不同接地故障形式下自适应决定切机控制方式。

但目前工程应用中，受海洋核动力平台拓扑结构限制，其发电机定子接地保护仅依赖于零序电压、机端与中性点三次谐波电压比值，无法体现接地故障的危害程度，不能依据故障程度自适应决定切机控制方式，无法满足核动力平台安全运行要求。

考虑到发电机定子绕组单相接地故障在所有故障类型中占比最高，因此海洋核动力平台发电机定子接地程度故障诊断问题亟待解决。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种海洋核动力平台发电机定子接地故障程度诊断方法和系统，其目的在于为海洋核动力平台发电机定子接地保护提供故障程度参考，使其能够依据故障程度自适应决定切机控制方式，保证海洋核动力平台电力系统的安全运行。

为实现上述目的，本发明提供了一种海洋核动力平台发电机定子接地故障程度诊断方法，包括：

S1.确定发电机定子接地故障时的最大接地故障电流和系统最大过电压；

S2.利用最大接地故障电流和系统最大过电压分别对接地故障电流和系统过电压统一量纲，并建立发电机定子接地故障程度诊断函数；所述发电机定子接地故障程度诊断函数用于通过发电机接地故障电流大小和系统过电压大小反映定子接地故障严重程度；

S3.测量机端和中性点三次谐波电压，实时计算发电机正常运行时的直连线路对地电容；

S4.发生接地故障后，利用故障后的零序电压、故障后与故障前中性点电压三次谐波分量的变化量，以及故障前实时计算得到的直连线路对地电容，计算发电机定子接地故障后的接地故障电流；

S5.测量相位超前于接地故障相的机端对地电压，得到故障后的系统过电压；

S6.将接地故障电流和系统过电压代入所述故障程度诊断函数中，计算接地故障程度，完成诊断过程。

进一步地，步骤S1具体为，

设置发电机机端单相金属性接地故障，测量此时的接地故障电流为发电机定子接地故障时可能产生的最大接地故障电流；

设置机端单相接地故障，测量不同接地过渡电阻阻值情况下机端故障超前相电压幅值，当幅值最大时，对应值为发电机定子接地故障时可能产生的最大系统过电压。

进一步地，采用梯形模糊隶属度函数对接地故障电流和系统过电压统一量纲。

进一步地，发电机定子接地故障程度诊断函数为：

其中，为发电机接地故障电流隶属度函数；为系统过电压隶属度函数；c₁、c₂为权值系数；