CN111564822B - 发电机继电保护装置的跨域保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电机继电保护装置的跨域保护方法，继电保护装置通过将发电机电气量状态数据与水轮发电机组状态在线监测系统监测得到的跨域数据结合，协同判定电力系统是否存在异常，并输出对应保护动作结果。包括以下具体步骤：通过水轮发电机组状态在线监测系统监测并得到水轮发电机组的运行状态信息；通过水轮发电机组状态在线监测系统将运行状态信息转化成跨域信息逻辑值；水轮发电机组状态在线监测系统将跨域信息逻辑值实时转送至发电机继电保护装置；发电机继电保护装置实时采集发电机的实时电流采样数据以及接收跨域信息逻辑值；发电机继电保护装置比较判断，输出相应保护动作结果。本发明有效提高保护动作的可靠性和灵敏度。

Description

发电机继电保护装置的跨域保护方法
技术领域
本发明涉及一种发电机继电保护装置的保护方法，特别是一种发电机继电保护装置的跨域保护方法。
背景技术
电力系统保护装置是否正常，直接关系到电力系统可靠性，保护装置正确动作是电力系统安全稳定的重要保障。正常运行的发电机继电保护装置配置相应继电保护元件，在电力系统运行时分析电力系统实时状态量，判断电力系统运行状态，并处置电力系统故障和危及安全运行的异常工况。
例如，发电机继电保护装置配置了负序反时限过电流保护元件，继电保护装置通过采集发电机的实时电流采样数据，由负序反时限过电流保护元件计算当前发电机负序电流热累积值，当发电机负序电流热累积值计算值高于发电机负序反时限过电流元件的整定值时，负序反时限过电流保护元件判断为保护区内故障，负序反时限过电流保护元件动作出口，跳开相应发电机断路器，切除故障发电机。事实上，由于负序电流的影响，发电机转子端部附近会产生发热影响，负序电流会持续影响发电机，直到累积到一定程度即将损伤发电机时，保护才动作出口，切除故障，动作存在一定的滞后性；即，对于发电机组来说，发电机继电保护装置往往只是反应故障前短时间及故障过程中的电气量的变化，在有限条件的电气量分析判断时，保护动作的可靠性、灵敏度有一定局限性。因此，现有的技术存在着保护动作的可靠性和灵敏度有一定局限性的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种发电机继电保护装置的跨域保护方法。本发明具有能够有效提高保护动作的可靠性和灵敏度的特点。
本发明的技术方案：发电机继电保护装置的跨域保护方法，继电保护装置通过将发电机电气量状态数据与水轮发电机组状态在线监测系统监测得到的跨域数据结合，判定电力系统是否存在异常，并输出对应保护动作结果。
前述的发电机继电保护装置的跨域保护方法中，包括以下具体步骤：
(1)通过水轮发电机组状态在线监测系统监测并得到水轮发电机组的运行状态信息；
(2)通过水轮发电机组状态在线监测系统将运行状态信息转化成跨域信息逻辑值；
(3)水轮发电机组状态在线监测系统将跨域信息逻辑值实时转送至发电机继电保护装置；
(4)发电机继电保护装置实时采集发电机的实时电流采样数据以及接收跨域信息逻辑值；
(5)在发电机继电保护装置增加跨域数据逻辑判断值，发电机继电保护装置将采集到的实时电流采样数据和跨域信息逻辑值与相应的设定值比较判断，输出相应保护动作结果。
前述的发电机继电保护装置的跨域保护方法中，步骤(5)中，当发电机负序电流热累积值计算值高于发电机负序反时限过电流元件的整定值时，发电机继电保护装置判断为保护区内故障，跳开相应发电机断路器，切断故障发电机。
前述的发电机继电保护装置的跨域保护方法中，步骤(1)中监测得到的水轮发电机组的运行状态信息为振动摆度信息。
前述的发电机继电保护装置的跨域保护方法中，跨域信息逻辑值包括振动跨域逻辑值和摆度跨域逻辑值；跨域数据逻辑判断值包括摆度逻辑判断值和振动逻辑判断值；所述摆度逻辑判断值为500ym，振动逻辑判断值为5mm/sec；
当发电机继电保护装置接收到的摆度逻辑值大于500ym或者振动逻辑值大于5mm/sec时，跳开相应发电机断路器，切断故障发电机。
前述的发电机继电保护装置的跨域保护方法中，水轮发电机组状态在线监测系统通过站用通信系统或硬布线实时地将跨域信息逻辑值转送至发电机继电保护装置。
与现有技术相比，本发明利用电气主设备在线监测系统的配置特点，将跨域信息数据转送至发电机继电保护装置，发电机继电保护装置通过对收集的发电机电气量状态数据和跨域数据进行分析，协同判断发电机的状态；引用振动数据或摆度数据加强对机组运行状态的判断，从而提升保护的可靠性和灵敏度。由于负序反时限过电流元件一般动作时间较长，有的可能长达数百秒，但经过跨域保护的综合判断，保护动作时间可以大幅缩短，反应更加灵敏。即，本申请的发电机继电保护装置在完成常规电气量状态判定的同时与其他跨域数据结合判定电力系统是否存在异常，并输出对应结果，以提升保护的可靠性或灵敏度。
另外，本发明在多组发变组并列接入多组母线或桥引线的主接线时可以在一定程度上提高保护选择性，加快保护动作；这种情况下，当一台机组发生不对称故障时，负序电流会同时在各机组中产生，很难区分是哪一台机故障，常规保护装置只能先跳高压侧联络断路器，区分故障大区，然后跳开相应母线或桥引线，隔离故障机组，此时往往有一台正常运行的机组同时被隔离，扩大了事故范围；而跨本发明的方式则可以针对振摆情况更容易区分哪一台机组振动更大，整定适当的情况下，可以做到先隔离故障机组，防止事故范围扩大。
综上所述，本发明具有能够有效提高保护动作的可靠性和灵敏度的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。发电机继电保护装置的跨域保护方法，继电保护装置通过将发电机电气量状态数据与水轮发电机组状态在线监测系统监测得到的跨域数据结合，判定电力系统是否存在异常，并输出对应保护动作结果。
包括以下具体步骤：
(1)通过水轮发电机组状态在线监测系统监测并得到水轮发电机组的运行状态信息；
(2)通过水轮发电机组状态在线监测系统将运行状态信息转化成跨域信息逻辑值；水轮发电机组状态在线监测系统监测到的振动或摆度等测量值在一定时间间隔内连续超过设定值时，将转化输出为高电平，否则为低电平，作为跨域信息逻辑值。
(3)水轮发电机组状态在线监测系统将跨域信息逻辑值实时转送至发电机继电保护装置；
(4)发电机继电保护装置实时采集发电机的实时电流采样数据以及接收跨域信息逻辑值；
(5)在发电机继电保护装置增加跨域数据逻辑判断值，发电机继电保护装置将采集到的实时电流采样数据和跨域信息逻辑值与相应的设定值比较判断，输出相应保护动作结果。
步骤(5)中，当发电机负序电流热累积值计算值高于发电机负序反时限过电流元件的整定值时，发电机继电保护装置判断为保护区内故障，跳开相应发电机断路器，切断故障发电机。
步骤(1)中监测得到的水轮发电机组的运行状态信息为振动摆度信息。
跨域信息逻辑值包括振动跨域逻辑值和摆度跨域逻辑值；跨域数据逻辑判断值包括摆度逻辑判断值和振动逻辑判断值；所述摆度逻辑判断值为500ym，振动逻辑判断值为5mm/sec；
当发电机继电保护装置接收到的摆度逻辑值大于500ym或者振动逻辑值大于5mm/sec时，跳开相应发电机断路器，切断故障发电机。
水轮发电机组状态在线监测系统通过站用通信系统或硬布线实时地将跨域信息逻辑值转送至发电机继电保护装置。
对于电气主设备在线监测系统按发变组单元布置的水电厂，这个逻辑信号的转送是可以在现场一一对应进行的，采用通信或硬布线的方式都比较方便，可以分单元直接接入。但是对于集中布置的在线监测系统，从遥远的中央单元分别与现场各机组现地单元对接转送信号则相对困难，现场宜按智能化电站形式配置通信系统实现信号转送。
电气主设备在线监测系统(水轮发电机组状态在线监测系统)会根据发电机的X轴向、Y轴向、Z轴向分别采集的水轮发电机组的上机架、下机架等位置的振动摆度数据。这些数据往往是由安装在机组这些特定位置的振动传感器和摆度传感器采集获得。在条件许可的情况下，这些传感器原始数据本来可以直接提供给保护装置，但考虑到各厂家不同，应用的技术协议可能存在差异，不利于保护装置的标准化，因此这些原始数据还是应该在电气主设备在线监测系统完成信息采集和数据化过程。
上送的振动摆度数据，在电气主设备在线监测系统中是实时反应机组振动摆度状态的，实际现场还需要通过试验选取适当的整定范围。试验包括机组在不同工况下开机试验，如发电工况、抽水工况、调相工况，以及机组短路试验，相邻机组甩负荷试验，在这些情况下，振动摆度值有相当大的差异，试验时测量出各自的振动摆度值，作为整定值设定的依据。当确定出适当的整定范围后，根据采样数据就可以反馈出保护装置需要逻辑值，以便保护装置应用。

Claims (1)

1.发电机继电保护装置的跨域保护方法，其特征在于：继电保护装置通过将发电机电气量状态数据与水轮发电机组状态在线监测系统监测得到的跨域数据结合，协同判定电力系统是否存在异常，并输出对应保护动作结果；
包括以下具体步骤：
(1)通过水轮发电机组状态在线监测系统监测并得到水轮发电机组的运行状态信息；
(2)通过水轮发电机组状态在线监测系统将运行状态信息转化成跨域信息逻辑值；
(3)水轮发电机组状态在线监测系统将跨域信息逻辑值实时转送至发电机继电保护装置；
(4)发电机继电保护装置实时采集发电机的实时电流采样数据以及接收跨域信息逻辑值；
(5)在发电机继电保护装置增加跨域数据逻辑判断值，发电机继电保护装置将采集到的实时电流采样数据和跨域信息逻辑值与相应的设定值比较判断，输出相应保护动作结果；
步骤(5)中，当发电机负序电流热累积值计算值高于发电机负序反时限过电流元件的整定值时，发电机继电保护装置判断为保护区内故障，跳开相应发电机断路器，切断故障发电机；
步骤(1)中监测得到的水轮发电机组的运行状态信息为振动摆度信息；
跨域信息逻辑值包括振动跨域逻辑值和摆度跨域逻辑值；跨域数据逻辑判断值包括摆度逻辑判断值和振动逻辑判断值；所述摆度逻辑判断值为500ym，振动逻辑判断值为5mm/sec；
当发电机继电保护装置接收到的摆度逻辑值大于500ym或者振动逻辑值大于5mm/sec时，跳开相应发电机断路器，切断故障发电机；
水轮发电机组状态在线监测系统通过站用通信系统或硬布线实时地将跨域信息逻辑值转送至发电机继电保护装置。
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