[发明专利]汽轮发电机定子绕组内部故障的负序阻抗方向保护方法

摘要

汽轮发电机定子绕组内部故障的保护方法，属于电力系统主设备继电保护技术领域，其特征在于，只需从发电机机端采集三相电压和三相电流，滤取相电压和相电流故障分量的基波负序分量，并计算出机端故障分量的等值负序阻抗，按照负序阻抗的符号及大小来判断不对称故障是电机绕组内部故障还是机端外部故障。对两台典型汽轮发电机所有可能发生的内部短路故障及单分支开焊断线故障的计算及灵敏度分析表明，故障分量负序阻抗方向保护的方法对汽轮发电机定子绕组内部不对称故障(尤其对内部匝间短路故障)的灵敏性和保护范围都优于现有的其它保护，能为中性点侧只引出3个端子的汽轮发电机内部不对称故障提供高质量的保护。

主权项

1.汽轮发电机定子绕组内部故障的负序阻抗方向保护方法，其特征在于，所述方法是在计算机中依次按以下步骤进行的：步骤1.在发电机机端对三相电压和三相电流进行采样，并由相邻采样点之间的差，得到三相电压和三相电流的故障分量瞬时值，表示为：Δu_a(k)＝u_a(k+1)-u_a(k)，Δu_b(k)＝u_b(k+1)-u_b(k)，Δu_c(k)＝u_c(k+1)-u_c(k)，Δi_a(k)＝i_a(k+1)-i_a(k)，Δi_b(k)＝i_b(k+1)-i_b(k)，Δi_c(k)＝i_c(k+1)-i_c(k)，其中u_a(k)、u_b(k)、u_c(k)是a相、b相、c相电压的第k次采样瞬时值，i_a(k)、i_b(k)、i_c(k)是a相、b相、c相电流的第k次采样瞬时值；步骤2.根据上述三相电压和三相电流故障分量的采样瞬时值，利用傅立叶滤波算法计算出三相电压和三相电流的故障分量的基波相量并滤取故障电压的基波负序相量和故障电流的基波负序相量其中ΔU_a和为a相电压故障分量的基波有效值和相角，ΔU_b和为b相电压故障分量的基波有效值和相角，ΔU_c和为c相电压故障分量的基波有效值和相角，ΔI_a和为a相电流故障分量的基波有效值和相角，ΔI_b和为b相电流故障分量的基波有效值和相角，ΔI_c和为c相电流故障分量的基波有效值和相角；步骤3.根据故障电流基波负序相量有效值ΔI₂的大小判断是否启动故障分量负序阻抗方向保护：如果ΔI₂大于正常运行基波电流的10％，转至步骤4，启动故障分量负序阻抗方向保护；否则，转至步骤1继续采样；步骤4.由故障电压的基波负序相量和故障电流的基波负序相量计算故障分量的负序阻抗步骤5.基于故障分量负序阻抗的符号及大小描述的判据表达形式为：如果满足上述判据，则判断为发电机定子绕组内部不对称故障。