[发明专利]一种三次谐波电压定子接地保护方法

说明书

本发明公开了一种三次谐波电压定子接地保护方法，包括：计算发电机机端正序电压、中性点三次谐波电压和机端零序三次谐波电压；判别机端零序PT是否断线，当机端零序PT断线时，则保护闭锁；判别中性点电压回路是否断线，当中性点电压回路断线时，则保护闭锁；利用中性点三次谐波电压、经自调整系数校正过的机端零序三次谐波电压合成差动电压及制动电压，当差动电压大于制动电压，且机端零序PT、中性点电压回路均未断线，则保护动作；将机端零序三次谐波电压与中性点三次谐波电压的比值与保护定值比较，当比值大于保护定值，且中性点电压回路未断线，则保护动作。本发明在发电机机端零序PT断线、中性点电压回路断线时不误动，可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种三次谐波电压定子接地保护方法，属于发电机技术领域。

背景技术

大型发电机的定子接地故障电流较大，对定子铁芯烧损较严重，易引发相间短路或匝间短路，定子接地保护的正确配置对于机组运行安全至关重要。大型发电机基本采用双重化保护配置，其中定子接地保护至少有一套采用三次谐波电压保护与基波零序电压保护相配合的方式，组成双频式定子接地保护。

基波零序电压保护简单可靠，但在中性点附近存在死区。三次谐波电压保护的类型较多，均能反应中性点附近的接地故障，但在定子绕组的中部灵敏度较低甚至存在死区。实际使用时将基波零序电压原理与三次谐波电压原理相结合实现100％定子接地保护。

对于大型机组，基波零序电压保护的灵敏度易受机组对地电容影响，若机组定子对地电容较大，基波零序电压保护的低灵敏度区域将从中性点附近向绕组中部扩大，现有幅值比三次谐波电压保护与基波零序电压保护相配合可能会遇到灵敏度不够的问题，此时，可投入系数自调整的三次谐波电压差动定子接地保护，以提高定子接地保护的灵敏度。然而无论幅值比三次谐波电压保护还是系数自调整三次谐波电压差动保护，可靠性并不高，机端零序PT断线会造成幅值比三次谐波电压保护拒动，使三次谐波电压差动保护误动；中性点电压断线会造成幅值比三次谐波电压保护与三次谐波电压差动保护误动。因此，三次谐波电压保护必须判别零序电压断线。其中，中性点电压断线的判别较为困难，单从中性点三次谐波电压下降至零的现象难以区分发电机中性点金属性接地与中性点电压回路断线。

在微机保护性能不断提高的背景下，三次谐波电压原理的定子接地保护仍有改进的空间，提出更为可靠的定子接地保护方案很有必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种三次谐波电压定子接地保护方法，解决现有技术中三次谐波电压定子接地保护对发电机零序电压回路断线考虑不足，易出现断线保护误动作的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种三次谐波电压定子接地保护方法，包括如下步骤：

对发电机机端三相电压、机端零序电压、中性点电压进行瞬时采样，并计算发电机机端正序电压、中性点三次谐波电压和机端零序三次谐波电压；

根据发电机机端正序电压、机端零序三次谐波电压，判别机端零序PT是否断线，当机端零序PT断线时，则保护闭锁；

对发电机机端正序电压、中性点三次谐波电压和机端零序三次谐波电压的变化特征进行分析，判别中性点电压回路是否断线，当中性点电压回路断线时，则保护闭锁；

利用中性点三次谐波电压、经自调整系数校正过的机端零序三次谐波电压合成差动电压及制动电压，当差动电压大于制动电压，且机端零序PT、中性点电压回路均未断线，则保护动作；

将机端零序三次谐波电压与中性点三次谐波电压的比值与保护定值比较，当比值大于保护定值，且中性点电压回路未断线，则保护动作。

根据发电机机端三相电压、机端零序电压、中性点电压的瞬时值采用全波傅氏算法计算发电机机端正序电压、中性点三次谐波电压和机端零序三次谐波电压。

判别机端零序PT断线的判据如下：