CN104184122B - 转子滑环短路或跨接器误投保护方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种转子滑环短路或跨接器误投保护方法及装置，保护装置测量转子电压和转子电流；采用平均值算法，分别计算转子电压和转子电流的直流分量大小；当转子电流大于设定值，并且转子电压低于设定值时，判断为滑环短路或跨接器误投，保护经设定的延时动作于跳闸。本发明提出的转子滑环短路和跨接器误投保护方法及装置，弥补以往励磁系统保护方案的不足，能够快速切除转子滑环短路和跨接器误投故障，显著降低故障危害。

Description

转子滑环短路或跨接器误投保护方法及装置
技术领域
本发明属于电力系统继电保护技术领域，涉及一种短路保护方法，尤其涉及一种转子滑环短路或跨接器误投保护方法；同时，本发明还涉及一种转子滑环短路或跨接器误投保护装置。
背景技术
发电机滑环电刷等为散热等需要一般都裸露在外，在这种动静交接的地方发生故障的机率比较高。当转子滑环发生短路故障时，如果不能快速切除故障，将会带来严重的后果，威胁主设备的安全。灭磁电阻一般是通过跨接器投入运行，当跨接器故障或其他原因造成跨接器误投时，转子电流将通过灭磁电阻和发电机转子形成的并联回路，可能产生较大的故障电流，需要快速切除。
以上两种严重故障，励磁系统现有保护里励磁变差动不会动作，励磁变过流保护动作不够迅速，反时限励磁过负荷保护也不够迅速。
鉴于以往励磁系统保护无法快速切除滑环短路和跨接器误投故障，有必要研究一种滑环短路和跨接器误投快速保护方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种转子滑环短路和跨接器误投保护方法，准确识别转子滑环短路故障和跨接器误投故障，快速切除故障，显著减小故障危害。
此外，本发明还提供一种转子滑环短路和跨接器误投保护装置，准确识别转子滑环短路故障和跨接器误投故障，快速切除故障，显著减小故障危害。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种转子滑环短路或跨接器误投保护方法，保护装置测量转子电压和转子电流；采用平均值算法，分别计算转子电压和转子电流的直流分量大小；当转子电流大于设定值，并且转子电压低于设定值时，判断为转子滑环短路或跨接器误投，保护经设定的延时动作于跳闸。
作为本发明的一种优选方案，保护装置测量转子电压和转子电流，转子电压和转子电流均经变送器转成4～20mA电流信号后接入保护装置。
作为本发明的一种优选方案，如果满足式（1）判据，则判为转子滑环短路或跨接器误投，经过短延时t保护动作于跳闸；
转子滑环短路或跨接器误投判据为：
式(1)
其中，Ir、Ur分别为转子电流和转子电压的平均值，Ir.set为转子过电流定值，Ur.set为转子低电压定值。
作为本发明的一种优选方案，转子电流和转子电压均采用全周平均值算法；
转子电压和转子电流的平均值计算公式如下：
式(2)
其中，N为保护装置每个工频周期的采样点数，ur(k)，ir(k)分别转子电压和转子电流的采样值。
作为本发明的一种优选方案，转子过电流定值Ir.set取1.2～1.5倍的转子额定电流。
作为本发明的一种优选方案，转子低电压定值Ur.set取50%～90%的空载额定转子电压。
作为本发明的一种优选方案，保护经过短延时t动作于跳闸，该延时定值可在0.01～1s范围内取值。
一种转子滑环短路或跨接器误投保护装置，所述保护装置包括：
电流测量模块，用以测量转子电压和转子电流；
直流分量计算模块，用以采用平均值算法，分别计算转子电压和转子电流的直流分量大小；
判断模块，用以在转子电流大于设定值、并且转子电压低于设定值时，判断为转子滑环短路或跨接器误投，保护经设定的延时动作于跳闸。
理论分析表明，转子滑环短路和跨接器误投时，转子电流会增大，而转子电压会降低，因此，利用该特征即可判断转子滑环短路或跨接器误投。保护装置测量转子电压和转子电流；分别计算转子电压和转子电流的平均值，当转子电流大于1.2～1.5倍转子额定电流，并且转子电压低于50%～90%空载额定转子电压时，判为转子滑环短路或跨接器误投故障，经过短延时t动作于跳闸。
本发明的有益效果在于：本发明提出的转子滑环短路和跨接器误投保护方法及装置，弥补以往励磁系统保护方案的不足，能够快速切除转子滑环短路和跨接器误投故障，显著降低故障危害。
附图说明
图1是转子滑环短路和跨接器误投保护逻辑图；其中，Ir、Ur分别为转子电流和转子电压的直流平均值，Ir.set为转子过电流定值，Ur.set为转子低电压定值。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
本发明揭示一种转子滑环短路和跨接器误投保护方法及装置；请参阅图1，图1是转子滑环短路和跨接器误投保护逻辑图，其中，Ir、Ur分别为转子电流和转子电压的直流平均值，Ir.set为转子过电流定值，Ur.set为转子低电压定值。
本发明揭示的转子滑环短路或跨接器误投保护装置包括：电流测量模块、直流分量计算模块、判断模块；电流测量模块用以测量转子电压和转子电流；直流分量计算模块用以采用平均值算法，分别计算转子电压和转子电流的直流分量大小；判断模块用以在转子电流大于设定值、并且转子电压低于设定值时，判断为转子滑环短路或跨接器误投，保护经设定的延时动作于跳闸。
本发明揭示的转子滑环短路或跨接器误投保护方法包括：保护装置测量转子电压和转子电流；采用平均值算法，分别计算转子电压和转子电流的直流分量大小；当转子电流大于设定值，并且转子电压低于设定值时，判断为转子滑环短路或跨接器误投，保护经设定的延时动作于跳闸。
本实施例中，采用变送器测量转子电压和转子电流，采用全周平均值算法计算转子电压和转子电流的直流分量。
转子电压和转子电流的全周平均值计算公式如下：
式(1)
其中，N为保护装置每个工频周期的采样点数，ur(k)，ir(k)分别转子电压和转子电流的采样值，Ir、Ur分别为转子电流和转子电压的平均值。
转子滑环短路或跨接器误投判据为：
式(2)
其中，Ir.set为转子过电流定值，Ur.set为转子低电压定值，转子过电流定值Ir.set一般可取1.2～1.5倍的转子额定电流，转子低电压定值Ur.set一般可取50%～90%的空载额定转子电压。
如果满足式（2）的条件，经短延时t保护动作于跳闸，延时定值一般在0.01～1s范围内取值。
综上所述，本发明提出的转子滑环短路和跨接器误投保护方法及装置，弥补以往励磁系统保护方案的不足，能够快速切除转子滑环短路和跨接器误投故障，显著降低故障危害。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (7)

1.一种转子滑环短路或跨接器误投保护方法，其特征是：保护装置测量转子电压和转子电流；采用平均值算法，分别计算转子电压和转子电流的直流分量大小；当转子电流大于设定值，并且转子电压低于设定值时，判断为转子滑环短路或跨接器误投，保护经设定的延时动作于跳闸；
如果满足式(1)判据，则判为转子滑环短路或跨接器误投，经过短延时t保护动作于跳闸；
转子滑环短路或跨接器误投判据为：
其中，Ir、Ur分别为转子电流和转子电压的平均值，Ir.set为转子过电流定值，Ur.set为转子低电压定值。
2.根据权利要求1所述的转子滑环短路或跨接器误投保护方法，其特征在于：
保护装置测量转子电压和转子电流，转子电压和转子电流均经变送器转成4～20mA电流信号后接入保护装置。
3.根据权利要求1所述的转子滑环短路或跨接器误投保护方法，其特征在于：
转子电流和转子电压均采用全周平均值算法；
转子电压和转子电流的平均值计算公式如下：
其中，N为保护装置每个工频周期的采样点数，ur(k)，ir(k)分别转子电压和转子电流的采样值，Ir、Ur分别为转子电流和转子电压的平均值。
4.根据权利要求1所述的转子滑环短路或跨接器误投保护方法，其特征在于：
转子过电流定值Ir.set取1.2～1.5倍的转子额定电流。
5.根据权利要求1所述的转子滑环短路或跨接器误投保护方法，其特征在于：
转子低电压定值Ur.set取50％～90％的空载额定转子电压。
6.根据权利要求1所述的转子滑环短路或跨接器误投保护方法，其特征在于：
保护经过延时定值t动作于跳闸，该延时定值在0.01～1s范围内取值。
7.一种转子滑环短路或跨接器误投保护装置，其特征是：所述保护装置包括：
电流测量模块，用以测量转子电压和转子电流；
直流分量计算模块，用以采用平均值算法，分别计算转子电压和转子电流的直流分量大小；
判断模块，用以在转子电流大于设定值、并且转子电压低于设定值时，判断为转子滑环短路或跨接器误投，保护经设定的延时动作于跳闸；
如果满足式(1)判据，则判为转子滑环短路或跨接器误投，经过短延时t保护动作于跳闸；
转子滑环短路或跨接器误投判据为：
其中，Ir、Ur分别为转子电流和转子电压的平均值，Ir.set为转子过电流定值，Ur.set为转子低电压定值。
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