CN105633912A - 一种基于光学互感器的发电机内部不对称故障保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于光学互感器的发电机内部不对称故障保护方法，利用光学互感器分别测量发电机机端侧三相电流和中性点侧三相电流，保护装置分别计算：（1）机端负序电流的实部、虚部和有效值；（2）中性点负序电流的实部、虚部和有效值。当同时满足以下三个条件时，则判为发电机内部不对称故障，保护快速动作于跳闸：（1）机端负序电流大于定值；（2）中性点负序电流大于定值；（3）机端负序电流与中性点负序电流的矢量比值的实部小于0。该方法具有以下优点：（1）负序电流定值只需躲过正常运行时的不平衡电流，保护具有较高的灵敏度；（2）由于光学互感器不存在饱和问题，区内区外故障时的差异比较明显，保护具有较高的可靠性。

Description

一种基于光学互感器的发电机内部不对称故障保护方法

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，特别涉及一种基于光学互感器的发电机内部不对称故障保护方法和相应的继电保护装置或监测装置。

背景技术

目前，发电机内部故障主要采用纵差保护和纵向零序电压保护来反映。纵差保护只能反映相间短路故障，不能反映定子匝间故障，并且由于受电流互感器饱和影响，需要采取防误动措施；而纵向零序电压保护灵敏度比较低，一般难以反映定子分支开焊故障。本发明利用光学互感器没有饱和问题的独特优点，采用光学互感器测量发电机机端和中性点电流，利用负序电流实现一种高灵敏内部不对称故障保护。

发明内容

本发明的主要目的：提出了一种基于光学互感器的发电机内部不对称故障保护方法，能够灵敏检测发电机内部不对称故障，由于没有电流互感器饱和问题，保护具有较高的可靠性。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于光学互感器的发电机内部不对称故障保护方法，利用光学互感器分别测量发电机机端侧三相电流和中性点侧三相电流，并采用如下步骤实现发电机内部不对称故障保护：

步骤一：由机端侧的三相电流计算出机端负序电流的实部、虚部和有效值；

步骤二：由中性点侧的三相电流计算出中性点负序电流的实部、虚部和有效值；

步骤三：判别以下三个条件：

条件(1)：机端负序电流有效值大于定值；

条件(2)：中性点负序电流有效值大于定值；

条件(3)：机端负序电流与中性点负序电流的矢量比值的实部小于0；

当三个条件同时满足时，判为发电机区内不对称故障，保护快速动作于跳闸。

更进一步的，步骤三中的条件(3)采用下述公式进行计算：

$\mathrm{Re}\left(\frac{I_{T2.\mathrm{Re}}+{\mathrm{jI}}_{T2.\mathrm{Im}}}{I_{N2.\mathrm{Re}}+{\mathrm{jI}}_{N2.\mathrm{Im}}}\right)<0;$

其中，I_T2.Re、I_T2.Im分别为机端负序电流矢量的实部、虚部；I_N2.Re、I_N2.Im分别为中性点负序电流矢量的实部、虚部；j为矢量的虚数单位；函数Re()表示求取括号内矢量的实部。

本发明的有益效果是：能够灵敏检测发电机内部不对称故障，并且不存在电流互感器饱和问题，保护具有较高的可靠性。

附图说明

图1是本发明中发电机机端侧三相电流和中性点侧三相电流测量示意图，

其中，CT₁为机端侧三相电流互感器，CT₂为中性点侧三相电流互感器，CT₁和CT₂均为光学互感器，通过合并单元同步后将采样值送给发电机保护装置， 和分别为机端三相电流，和分别为中性点三相电流。

图2是本发明的具体实施步骤。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

具体实施例如图1所示，图1为本发明中发电机机端侧三相电流和中性点侧三相电流测量示意图，其中，CT₁为机端侧三相电流互感器，CT₂为中性点侧三相电流互感器，CT₁和CT₂均为光学互感器，通过合并单元同步后将采样值送给发电机保护装置，和分别为机端三相电流，和分别为中性点三相电流。

保护装置利用光学互感器分别测量发电机机端侧三相电流和中性点侧三相电流，并采用如图2所示的流程步骤实现发电机内部不对称故障保护：

步骤一：由机端侧的三相电流计算出机端负序电流的实部、虚部和有效值；

步骤二：由中性点侧的三相电流计算出中性点负序电流的实部、虚部和有效值；

步骤三：判别以下三个条件：

条件(1)：机端负序电流有效值大于定值，该定值按躲过正常运行不平衡电流整定；

条件(2)：中性点负序电流有效值大于定值，该定值按躲过正常运行不平衡电流整定；

条件(3)：机端负序电流与中性点负序电流的矢量比值的实部小于0。

当三个条件同时满足时，判为发电机区内不对称故障，保护快速动作于跳闸。

作为本发明的进一步优选方案，上述机端负序电流与中性点负序电流的矢量比值的实部小于0，采用下述公式进行计算：

$\mathrm{Re}\left(\frac{I_{T2.\mathrm{Re}}+{\mathrm{jI}}_{T2.\mathrm{Im}}}{I_{N2.\mathrm{Re}}+{\mathrm{jI}}_{N2.\mathrm{Im}}}\right)<0;$ 式(1)

其中，I_T2.Re、I_T2.Im分别为机端负序电流矢量的实部、虚部；I_N2.Re、I_N2.Im分别为中性点负序电流矢量的实部、虚部；j为矢量的虚数单位；函数Re()表示求取括号内矢量的实部。

本发明所公开的技术方案能够灵敏检测发电机内部不对称故障，并且不存在电流互感器饱和问题，保护具有较高的可靠性。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于光学互感器的发电机内部不对称故障保护方法，其特征在于：利用光学互感器分别测量发电机机端侧三相电流和中性点侧三相电流，并采用如下步骤实现发电机内部不对称故障保护：

步骤一：由机端侧的三相电流计算出机端负序电流的实部、虚部和有效值；

步骤二：由中性点侧的三相电流计算出中性点负序电流的实部、虚部和有效值；

步骤三：判别以下三个条件：

条件(1)：机端负序电流有效值大于定值；

条件(2)：中性点负序电流有效值大于定值；

条件(3)：机端负序电流与中性点负序电流的矢量比值的实部小于0；

当三个条件同时满足时，判为发电机区内不对称故障，保护快速动作于跳闸。

2.如权利要求1所述的一种基于光学互感器的发电机内部不对称故障保护方法，其特征在于：步骤三中的条件(3)采用下述公式进行计算：

$\mathrm{Re}\left(\frac{I_{T2.\mathrm{Re}}+{\mathrm{jI}}_{T2.Im}}{I_{N2.\mathrm{Re}}+{\mathrm{jI}}_{N2.Im}}\right)<0;$

其中，I_T2.Re、I_T2.Im分别为机端负序电流矢量的实部、虚部；I_N2.Re、I_N2.Im分别为中性点负序电流矢量的实部、虚部；j为矢量的虚数单位；函数Re()表示求取括号内矢量的实部。