一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法技术

本发明专利技术公开了一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法。本发明专利技术针对发电机机端电压互感器匝间短路引起发电机定子接地保护误动的问题，提出了一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法用以闭锁发电机定子接地保护跳闸出口。本发明专利技术方法通过比较发电机机端的三组电压互感器的线电压幅值、普通电压互感器的开口三角电压幅值以及匝间保护用电压互感器三相电压矢量和幅值来判断和定位电压互感器的匝间短路故障。本发明专利技术提出的判别方法，原理简单可靠，适用范围广，灵敏度较高，能有效避免定子接地保护误动，并能能够区分三组电压互感器的匝间短路故障，应用价值较高。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法
本专利技术属于电力系统继电保护
，具体涉及一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法。
技术介绍
发电机定子接地保护是发电机运行过程中动作次数较多的一种发电机保护，除了因为发电机定子绕组绝缘故障造成发电机定子接地保护动作以外，更多的是因为发电机外部故障引起的发电机定子接地保护动作，其中发电机机端电压互感器匝间短路是其中较为常见的一种故障。根据文《发电机机端电压互感器匝间短路导致定子接地保护动作分析》的理论推导，发电机机端普通TV一次绕组匝间短路时，机端和中性点均会出现对地零序电压，与定子单相接地故障的电气特征相似，可能导致基波零序电压定子接地保护动作。因为电压互感器价值相较于发电机价值不高，检修过程中对其重视程度不高，导致近年来发生了多起因为电压互感器匝间短路故障引起的发电机组非计划停运，损失较大。因此，现在技术监督明确要求电厂根据机组停电检修周期，按照《电力设备预防性试验规程》要求，对机端电压互感器进行一次1.9倍额定相电压下的空载励磁特性试验，检查空载电流是否符合标准要求。但是，对于正在运行中的电压互感器缺少在线检测的方法。专利技术《发电机机端电压航盛就成匝间短路在线判别方法201410039668.7》虽然提供了一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，但是该方法仅适用于配置了注入式定子接地保护的机组，因此，有必要研究一种适用于大多数机组的发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，包括未配置注入式定子接地保护的机组。专利技术内容本专利技术的目的在于解决发电机机端电压互感器匝间短路故障引起发电机非停事件的问题，提出一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法。为达到上述目的，本专利技术通过下述技术方案来实现：一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，包括以下步骤：1)发电机机端的三组电压互感器TV1、TV2、TV3分别测量发电机的机端电压，其中TV1和TV3为普通电压互感器，TV2为发电机匝间保护用电压互感器；TV1测量得到发电机线电压幅值为|U1ab|、|U1bc|和|U1ca|，开口三角电压幅值为|U1t0|；TV2测量得到发电机线电压幅值为|U2ab|、|U2bc|和|U2ca|，并令|U2t0|＝1/3×|U2ab+U2bc+U2ca|；TV3测量发电机的线电压幅值为|U3ab|、|U3bc|和|U3ca|，开口三角电压幅值为|U3t0|；发电机中性点的零序电压幅值为|Un0|；2)判断发电机电压互感器TV1是否发生了匝间短路故障；判断发电机电压互感器TV3是发生了匝间短路故障；判断发电机电压互感器TV2是否发生了匝间短路故障；3)当判断为发电机机端电压互感器匝间短路，经过设定延时，发出发电机机端电压互感器匝间短路报警信号，并闭锁发电机定子接地保护跳闸出口。本专利技术进一步的改进在于，步骤1)中，|U1t0|、|U2t0|、|U3t0|和|Un0|均采用数字滤波器滤除三次谐波分量，三次谐波电压滤过比大于100。本专利技术进一步的改进在于，步骤1)中，发电机机端的三组电压互感器开口三角电压额定为100V，发电机中性点考虑接地变压器变比以及接地变压器二次侧电阻抽头之后的电压变比为UN/0.1732kV，UN为发电机额定电压；如果发电机机端的三组电压互感器的开口三角额定电压为U1V，U1不等于100V，则开口三角电压测量值应乘以比例系数后得到|U1t0|、|U2t0|、|U3t0|；如果发电机中性点考虑接地变压器变比以及接地变压器二次侧电阻抽头之后的电压变比为UN/U2kV，则发电机中性点测量的基波零序电压应乘以比例系数后得到|Un0|。本专利技术进一步的改进在于，步骤2)中，当同时满足以下条件时，判断发电机电压互感器TV1发生了匝间短路故障：(1)|U1t0|≥5V或|U3t0|≥5V；(2)|U2ab|-|U1ab|≤10V；(3)|U2bc|-|U1bc|≤10V；(4)|U2ca|-|U1ca|≤10V；(5)||U1t0|-|Un0||＞3V；(6)||U1t0|-|U3t0||＞3V。本专利技术进一步的改进在于，步骤2)中，当同时满足以下条件时，判断发电机电压互感器TV3发生了匝间短路故障：(1)|U1t0|≥5V或|U3t0|≥5V；(2)|U2ab|-|U3ab|≤10V；(3)|U2bc|-|U3bc|≤10V；(4)|U2ca|-|U3ca|≤10V；(5)||U3t0|-|Un0||＞3V；(6)||U3t0|-|U1t0||＞3V。本专利技术进一步的改进在于，步骤2)中，当同时满足以下条件时，判断发电机电压互感器TV2发生了匝间短路故障：(1)|U1t0|≥5V或|U3t0|≥5V；(2)|U1ab|-|U2ab|≤10V；(3)|U1bc|-|U2bc|≤10V；(4)|U1ca|-|U2ca|≤10V；(5)|U3ab|-|U2ab|≤10V；(6)|U3bc|-|U2bc|≤10V；(7)|U3ca|-|U2ca|≤10V；(8)||U2t0|-|Un0||＞3V；(9)||U2t0|-|U1t0||＞3V；(10)||U2t0|-|U3t0||＞3V。本专利技术进一步的改进在于，步骤3)中，经过1s延时，发出发电机机端电压互感器匝间短路报警信号，并闭锁发电机定子接地保护跳闸出口。本专利技术至少具有如下有益的技术效果：1、本专利技术方法可以在发电机机端电压互感器匝间短路故障时，及时发出报警信号，避免了故障进一步发展，为发电机转移负荷，实现平稳停机检修创造了条件，可提高电厂经济效益。2、本专利技术方法可以区分发电机机端电压互感器匝间短路故障和发电机本体定子接地故障，可避免发电机定子接地故障误动，并可作为故障分析和故障定位的参考依据。本专利技术对比已有技术具有以下显著优点：1、本专利技术提出的发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，适用于已经投运的绝大多数机组，包括未配置注入式定子接地保护的机组。2、本专利技术提出的发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，灵敏度较高，可检测出发电机机端电压互感器的轻微匝间短路故障，并能够区分三组电压互感器的匝间短路故障。附图说明图1、图2和图3为本专利技术方法的保护逻辑图。图中符号说明如下：&表示逻辑与关系，即当其输入条件全部满足时，其输出有效；≥1表示逻辑或关系，即当其任一输入条件满足时，其输出有效。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术做出进一步的说明。如图1、图2和图3所示，本专利技术提供的一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，具体步骤如下：1)发电机机端的三组电压互感器TV1、TV2、TV3分别测量发电机的机端电压，其中TV1和TV3为普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)发电机机端的三组电压互感器TV1、TV2、TV3分别测量发电机的机端电压，其中TV1和TV3为普通电压互感器，TV2为发电机匝间保护用电压互感器；TV1测量得到发电机线电压幅值为|U1ab|、|U1bc|和|U1ca|，开口三角电压幅值为|U1t0|；TV2测量得到发电机线电压幅值为|U2ab|、|U2bc|和|U2ca|，并令|U2t0|＝1/3×|U2ab+U2bc+U2ca|；TV3测量发电机的线电压幅值为|U3ab|、|U3bc|和|U3ca|，开口三角电压幅值为|U3t0|；发电机中性点的零序电压幅值为|Un0|；/n2)判断发电机电压互感器TV1是否发生了匝间短路故障；判断发电机电压互感器TV3是发生了匝间短路故障；判断发电机电压互感器TV2是否发生了匝间短路故障；/n3)当判断为发电机机端电压互感器匝间短路，经过设定延时，发出发电机机端电压互感器匝间短路报警信号，并闭锁发电机定子接地保护跳闸出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)发电机机端的三组电压互感器TV1、TV2、TV3分别测量发电机的机端电压，其中TV1和TV3为普通电压互感器，TV2为发电机匝间保护用电压互感器；TV1测量得到发电机线电压幅值为|U1ab|、|U1bc|和|U1ca|，开口三角电压幅值为|U1t0|；TV2测量得到发电机线电压幅值为|U2ab|、|U2bc|和|U2ca|，并令|U2t0|＝1/3×|U2ab+U2bc+U2ca|；TV3测量发电机的线电压幅值为|U3ab|、|U3bc|和|U3ca|，开口三角电压幅值为|U3t0|；发电机中性点的零序电压幅值为|Un0|；
2)判断发电机电压互感器TV1是否发生了匝间短路故障；判断发电机电压互感器TV3是发生了匝间短路故障；判断发电机电压互感器TV2是否发生了匝间短路故障；
3)当判断为发电机机端电压互感器匝间短路，经过设定延时，发出发电机机端电压互感器匝间短路报警信号，并闭锁发电机定子接地保护跳闸出口。


2.根据权利要求1所述的一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，其特征在于，步骤1)中，|U1t0|、|U2t0|、|U3t0|和|Un0|均采用数字滤波器滤除三次谐波分量，三次谐波电压滤过比大于100。


3.根据权利要求1所述的一种发电机机端电压互感器匝间短路在线判别方法，其特征在于，步骤1)中，发电机机端的三组电压互感器开口三角电压额定为100V，发电机中性点考虑接地变压器变比以及接地变压器二次侧电阻抽头之后的电压变比为UN/0.1732kV，UN为发电机额定电压；如果发电机机端的三组电压互感器的开口三角额定电压为U1V，U1不等于100V，则开口三角电压测量值应乘以比例系数后得到|U1t0|、|U2t0|、|U3t0|；如果发电机中性点考虑接地变压器变比以及接地变压器二次侧电阻抽头之后的电压变比为UN/U2kV，则发电机中性点测量的基波零序电压应乘以比例系数后得到|Un0|。


4.根据权利要求1所述的一种发电机机端...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛磊，孙钢虎，兀鹏越，柴琦，王小辉，贺婷，郭新宇，张立松，孙梦瑶，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61