用于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位方法技术

本申请提出了一种用于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位方法，该方法包括：对变速抽水蓄能机组中各个定子绕组的电流互感器中的横差电流信号进行采样；判断横差电流采样值是否大于保护动作定值；在横差电流采样值大于保护动作定值的情况下，基于横差电流采样值和横差电流信号的采样时间，绘制横差电流采样值对应的上下包络线的均值线，并计算均值线的零点个数；根据零点个数定位变速抽水蓄能机组的绕组内部短路故障。该方法可以准确地区定位出绕组内部短路的故障位置，实现了对变速抽蓄机组转子绕组保护配置的优化。组转子绕组保护配置的优化。组转子绕组保护配置的优化。

【技术实现步骤摘要】
用于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位方法


[0001]本申请涉及继电保护
，尤其涉及一种用于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位方法。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的发展，风电、光伏等可再生清洁能源的装机容量迅速增长，新能源发电设备有助于新型电力系统的建设，但其间歇性、随机性和实时波动等特点也给电力系统的稳定运行带来了压力。为此，需要大力发展抽水蓄能电站，以提高电力系统储能与调峰调频的能力。与定速机组相比，变速抽水蓄能机组采用交流励磁方式，可实现变速恒频发电，从而更快速有效地参与电力系统的调节。
[0003]在实际应用中，由于变速抽蓄机组启停频繁，离心力和挤压作用等因素使得转子绕组发生短路故障的概率比定子绕组更高，需要对机组的转子绕组进行保护。相关技术中，通常是采用转子过电压保护、转子过电流保护和注入式转子接地保护等方案进行转子侧继电保护。
[0004]然而，由于转子侧电磁型电流互感器低频传变特性较差和对转子旋转时机械稳定性的考虑等因素的影响，上述相关技术中的保护方案中，变速抽蓄机组的转子绕组仍呈现“弱保护”的现状，即无法对转子绕组故障进行准确的定位，且保护过程容易受到干扰。

技术实现思路

[0005]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本申请的第一个目的在于提出一种用于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位方法，该方法解决了变速抽蓄机组的故障保护和故障定位的问题，可以准确地区定位出绕组内部短路的故障位置，实现了对变速抽蓄机组转子绕组保护配置的优化，改变了变速抽蓄机组转子绕组弱保护的现状。
[0007]本申请的第二个目的在于提出一种用于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位系统；
[0008]本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
[0009]为达上述目的，本申请的第一方面在于提出一种用于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位方法，该方法包括以下步骤：
[0010]对变速抽水蓄能机组中各个定子绕组的电流互感器中的横差电流信号进行采样，以获取横差电流采样值；
[0011]判断所述横差电流采样值是否大于保护动作定值；
[0012]在所述横差电流采样值大于所述保护动作定值的情况下，基于所述横差电流采样值和横差电流信号的采样时间，绘制所述横差电流信号对应的上下包络线的均值线，并计算所述均值线的零点个数；
[0013]根据所述零点个数定位所述变速抽水蓄能机组的绕组内部短路故障。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于所述横差电流采样值和横差电流信号的采样时间，绘制所述横差电流采样值对应的上下包络线的均值线，包括：将所述横差电流信号的采样时间和与所述横差电流信号的采样时间对应的横差电流采样值输入至仿真软件，以利用所述仿真软件中预设的包络函数，计算所述对应的横差电流采样值的上峰包络线和下峰包络线；根据上峰包络线和下峰包络线计算所述上下包络线的均值线，其中，所述上下包络线的均值线是所述上峰包络线和所述下峰包络线的均值线；
[0015]基于所述横差电流信号的采样时间构建坐标系，将计算出的所述上下包络线的均值线绘制在所述坐标系中以进行展示。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，基于所述包络函数，通过以下公式计算所述对应的横差电流值的上峰包络线和下峰包络线：
[0017][up,io]＝envelope(i,N0,
′
peak
′
)
[0018]其中，up是上峰包络线，io是下峰包络线，envelope()是包络函数，i是横差电流采样值，N0是采样间隔参数，
′
peak
′
表示包络线输出类型为峰值包络；通过以下公式计算所述上峰包络线和所述下峰包络线的均值线：
[0019]bl＝(up+io)/2
[0020]其中，bl是上下包络线的均值线。
[0021]可选地，在本申请的一个实施例中，所述计算所述均值线的零点个数，包括：依次计算相邻两个采样时刻下所述均值线的乘积，并判断每个所述乘积的正负；设置一个长度固定的数据窗，在所述数据窗内统计所述乘积为负数的个数，将乘积为负数的个数确定为所述均值线的零点个数。
[0022]可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述零点个数定位所述变速抽水蓄能机组的绕组内部短路故障，包括：在所述零点个数为零的情况下，判定所述绕组内部短路故障发生在定子绕组侧；在所述零点个数不为零的情况下，判定所述绕组内部短路故障发生在转子绕组侧。
[0023]可选地，在本申请的一个实施例中，在所述判断所述横差电流采样值是否大于保护动作定值之后，还包括：在所述横差电流采样值大于所述保护动作定值的情况下，对变速抽水蓄能机组执行绕组内部短路故障保护动作。
[0024]为达上述目的，本申请的第二方面还提出了一种用于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位系统，包括以下模块：
[0025]采样模块，用于对变速抽水蓄能机组中各个定子绕组的电流互感器中的横差电流信号进行采样，以获取横差电流采样值；
[0026]判断模块，用于判断所述横差电流采样值是否大于保护动作定值；
[0027]计算模块，用于在所述横差电流采样值大于所述保护动作定值的情况下，基于所述横差电流信号和横差电流信号的采样时间，绘制所述横差电流采样值对应的上下包络线的均值线，并计算所述均值线的零点个数；
[0028]定位模块，用于根据所述零点个数定位所述变速抽水蓄能机组的绕组内部短路故障。
[0029]为了实现上述实施例，本申请第三方面实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中的用
于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位方法。
[0030]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请基于提取到的不同故障位置下定子侧横差电流的波形特征，可以准确地定位出绕组内部短路的故障位置，从而在快速完成对绕组内部短路故障保护的基础上，可以实现对故障位置的精准和快速的定位，实现了对变速抽蓄机组转子绕组保护配置的优化。本申请计算所用的采样电流为横差电流，可以消除并网时刻的抖动，并防止区外故障时误动，从而增强保护方案的抗扰动性能，提高了绕组内部短路故障保护与定位的可靠性和实用性。并且，本申请进行故障定位的计算步骤较为简洁，在实际应用中易于实现，计算速度快，缩短了故障定位所需的时间，提高了故障定位的效率。并且，本申请也可以与机组中已有的横差保护系统共用电流互感器资源，节约了故障定位的成本。
[0031]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0032]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0033]图1为本申请实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于变速抽水蓄能机组转子绕组的故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：对变速抽水蓄能机组中各个定子绕组的电流互感器中的横差电流信号进行采样，以获取横差电流采样值；判断所述横差电流采样值是否大于保护动作定值；在所述横差电流采样值大于所述保护动作定值的情况下，基于所述横差电流采样值和横差电流信号的采样时间，绘制所述横差电流采样值对应的上下包络线的均值线，并计算所述均值线的零点个数；根据所述零点个数定位所述变速抽水蓄能机组的绕组内部短路故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述横差电流采样值和横差电流信号的采样时间，绘制所述横差电流采样值对应的上下包络线的均值线，包括：将所述横差电流信号的采样时间和与所述横差电流信号的采样时间对应的横差电流采样值输入至仿真软件，以利用所述仿真软件中预设的包络函数，计算所述对应的横差电流采样值的上峰包络线和下峰包络线；根据上峰包络线和下峰包络线计算所述上下包络线的均值线，其中，所述上下包络线的均值线是所述上峰包络线和所述下峰包络线的均值线；基于所述横差电流信号的采样时间构建坐标系，将计算出的所述上下包络线的均值线绘制在所述坐标系中以进行展示。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述包络函数，通过以下公式计算所述对应的横差电流值的上峰包络线和下峰包络线：[up,io]＝envelope(i,N0,
′
peak
′
)其中，up是上峰包络线，io是下峰包络线，envelope()是包络函数，i是横差电流采样值，N0是采样间隔参数，
′
peak
′
表示包络线输出类型为峰值包络；通过以下公式计算所述上峰包络线和所述下峰包络线的均值线：bl＝(up+io)/2其中，bl是上下包络线的均值线。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述均值线的零点个数，包括：依次计算相邻两个采样时刻下所述均值线的乘积，并判断每个所述乘积的正负；设置一个长度固定的数据窗，在所述数据窗内统计所述乘积为负数的个数，将乘积为负数的个数确定为所述均值线的零点个数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞，白珈宁，李岩军，高晨光，严乙桉，桂林，
申请(专利权)人：清华大学中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：