CN107944077A - 发电机注入式定子接地保护试验模型及方法 - Google Patents

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吴崇昊
许捷
潘书燕
宋艳
李志坚
刘小宝
杨平怡
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Abstract

本发明公开了发电机注入式定子接地保护试验模型，包括发电机模型、接地变压器模型、负载电阻模型、分压电路模型、注入电源模型、升压变压器模型和高压侧系统模型；接地变压器模型一次侧、发电机模型、升压变压器模型和高压侧系统模型依次串联，接地变压器模型二次侧两端分别与负载电阻模型两端连接，分压电路模型和注入电源模型均并接至负载电阻模型两端，分压电路模型包括N个串联的分压电阻，注入式定子接地保护装置采集接地变压器模型二次侧回路上的电流以及n个分压电阻串联两端的电压。还公开了试验方法。本发明可仿真发电机空载状态、启动过程、正常运行过程及停机过程，模拟定子绕组接地故障，检测发电机注入式定子接地保护装置相关功能。

Description

发电机注入式定子接地保护试验模型及方法
技术领域
本发明涉及一种发电机注入式定子接地保护试验模型及方法，属于仿真建模测试领域。
背景技术
发电机注入式定子接地保护不受机组运行方式的影响，与故障接地位置无关，灵敏度在整个定子范围内一致，而且在发电机静止和启、停机状态下仍然可以起到保护作用。因此，注入式定子接地保护在国内大型发电机组，尤其是水轮机组中有较多应用。
对于发电机注入式定子接地保护，是通过外加电源，向发电机定子绕组与定子铁芯大地之间注入一个零序电压，发电机注入式定子接地保护装置通过检测注入的信号，判断是否发生定子接地故障并实现相应的保护功能。目前针对发电机注入式定子接地保护，缺乏仿真试验手段，有必要建立试验模型和测试方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种发电机注入式定子接地保护试验模型及方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
发电机注入式定子接地保护试验模型，包括发电机模型、接地变压器模型、负载电阻模型、分压电路模型、注入电源模型、升压变压器模型和高压侧系统模型；
接地变压器模型一次侧、发电机模型、升压变压器模型和高压侧系统模型依次串联，接地变压器模型二次侧两端分别与负载电阻模型两端连接，分压电路模型和注入电源模型均并接至负载电阻模型两端，分压电路模型包括N个串联的分压电阻，注入式定子接地保护装置采集接地变压器模型二次侧回路上的电流以及n个分压电阻串联两端的电压，1≤n≤N。
发电机模型仿真定子绕组任意位置接地故障。
注入电源和高压侧系统采用无穷大电源模型模拟。
所有分压电阻的阻值一致。
注入式定子接地保护装置分别通过电流互感器和电压互感器采集电流和电压。
发电机注入式定子接地保护试验方法，包括，
建立发电机注入式定子接地保护试验模型；
注入式定子接地保护装置采集接地变压器模型二次侧回路上的电流以及n个分压电阻串联两端的电压；
仿真发电机空载状态、启动过程、正常运行过程及停机过程，模拟定子绕组接地故障，测试发电机注入式定子接地保护装置相关功能。
基于RTDS建立发电机注入式定子接地保护试验模型。
本发明所达到的有益效果：本发明可仿真发电机空载状态、启动过程、正常运行过程及停机过程，模拟定子绕组接地故障，检测发电机注入式定子接地保护装置相关功能。
附图说明
图1为本发明模型的结构示意图；
图2为升压变压器模型和高压侧系统模型的结构示意图；
图3为发电机模型的结构示意图；
图4为二次侧回路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，发电机注入式定子接地保护试验模型，该模型基于RTDS仿真软件建立，包括发电机模型、接地变压器模型、负载电阻模型、分压电路模型、注入电源模型、升压变压器模型和高压侧系统模型。
如图2和3所示，高压侧系统采用无穷大电源模型模拟，发电机模型不仅仅包括发电机本身，还包括与发电机连接的启动回路和励磁回路，发电机模型可以仿真发电机空载状态、启动过程、正常运行过程及停机过程，模拟定子绕组接地故障，发电机模型中接地电阻值可以根据测试需要调节，发电机三相绕组每相并联对地电容值根据发电机容量设定。
如图4所示，注入电源采用无穷大电源模型模拟，幅值、频率、内阻阻值根据测试需要调节，接地变压器模型一次侧、二次侧额定电压根据测试需要设置，二次侧负载电阻模型阻值根据测试需要调节，分压电路模型包括N个串联的分压电阻，所有分压电阻的阻值一致。
具体连接关系如下：接地变压器模型一次侧、发电机模型、升压变压器模型和高压侧系统模型依次串联，接地变压器模型二次侧两端分别与负载电阻模型两端连接，分压电路模型和注入电源模型均并接至负载电阻模型两端，注入式定子接地保护装置分别通过电流互感器和电压互感器采集接地变压器模型二次侧回路上的电流以及n个分压电阻串联两端的电压，1≤n≤N，n根据测试需要调节。
发电机注入式定子接地保护试验方法，包括以下步骤：
步骤1，基于RTDS建立发电机注入式定子接地保护试验模型。
步骤2，注入式定子接地保护装置采集接地变压器模型二次侧回路上的电流以及n个分压电阻串联两端的电压。
步骤3，仿真发电机空载状态、启动过程、正常运行过程及停机过程，模拟定子绕组接地故障，测试发电机注入式定子接地保护装置相关功能。
本发明可仿真发电机空载状态、启动过程、正常运行过程及停机过程，模拟定子绕组接地故障，检测发电机注入式定子接地保护装置相关功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.发电机注入式定子接地保护试验模型，其特征在于：包括发电机模型、接地变压器模型、负载电阻模型、分压电路模型、注入电源模型、升压变压器模型和高压侧系统模型；
接地变压器模型一次侧、发电机模型、升压变压器模型和高压侧系统模型依次串联，接地变压器模型二次侧两端分别与负载电阻模型两端连接，分压电路模型和注入电源模型均并接至负载电阻模型两端，分压电路模型包括N个串联的分压电阻，注入式定子接地保护装置采集接地变压器模型二次侧回路上的电流以及n个分压电阻串联两端的电压，1≤n≤N。
2.根据权利要求1所述的发电机注入式定子接地保护试验模型，其特征在于：发电机模型仿真定子绕组任意位置接地故障。
3.根据权利要求1所述的发电机注入式定子接地保护试验模型，其特征在于：注入电源和高压侧系统采用无穷大电源模型模拟。
4.根据权利要求1所述的发电机注入式定子接地保护试验模型，其特征在于：所有分压电阻的阻值一致。
5.根据权利要求1所述的发电机注入式定子接地保护试验模型，其特征在于：注入式定子接地保护装置分别通过电流互感器和电压互感器采集电流和电压。
6.发电机注入式定子接地保护试验方法，其特征在于：包括，
建立发电机注入式定子接地保护试验模型；
注入式定子接地保护装置采集接地变压器模型二次侧回路上的电流以及n个分压电阻串联两端的电压；
仿真发电机空载状态、启动过程、正常运行过程及停机过程，模拟定子绕组接地故障，测试发电机注入式定子接地保护装置相关功能。
7.根据权利要求6所述的发电机注入式定子接地保护试验方法，其特征在于：基于RTDS建立发电机注入式定子接地保护试验模型。
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