CN111751641B - 发电机转子接地保护测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发电机转子接地保护测试方法，该方法包括如下步骤：确认发电机转子的继电保护转子满足测试要求；根据所整定的转子接地保护电阻值选取色环电阻组合，并将选取的色环电阻串联至固定端子排，确保色环电阻的电阻值满足测试要求；对发电机转子一点接地保护进行测试；对发电机转子两点接地保护进行测试。本发明中，无需使用发电机保护柜内自带的测试用电阻或滑动变阻器，实际串联组合出来的色环电阻阻值可以根据现场实际情况灵活加减，能够达到更精准的测试数据，并且，色环电阻串联连接在固定端子排上，在测试的过程中无需人工接触电阻本体，与滑动变阻器相比没有触电风险，有效增加了测试的安全性。

Description

发电机转子接地保护测试方法

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体而言，涉及一种发电机转子接地保护测试方法。

背景技术

发电机转子绕组发生一点接地故障是常见的发电机故障之一，转子绕组一点接地故障对工作中的发电机并不会造成显著的危害,但如果相继发生第二点接地故障，即转子两点接地时，由于故障点流过的故障电流相当大，会造成转子本体的损伤，由于部分绕组被短接，使气隙磁通失去平衡从而引起发电机转子振动，甚至还可使轴系和汽机磁化，可见两点接地故障的后果是相当严重的，因此发电机必须装设转子接地保护。

为确保发电机组的安全运行，当发电机转子绕组或励磁回路发生一点接地故障后，应立即发出告警信号，告知运行人员进行处理；若发生两点接地故障时，应立即切除发电机。因此，对发电机组装设转子一点接地保护和转子两点接地保护是非常必要的。

当前对于发电机转子接地的调试方法主要分为两种，第一种为利用发电机继电保护柜内的测试电阻，来模拟发电机转子接地时的电阻。此种调试方式有一个严重的缺点，调试过程中只能使用测试电阻本身固定的电阻值，不能准确的模拟转子的接地故障，调试结果不准确、不严谨。

第二种为采用滑动变阻器模拟转子，通过采用滑动变阻器来实现模拟接地位置，实现不同阻值接地。该方式存在以下弊端：1)滑动变阻器模拟接地电阻不能准确模拟接地位置，只能大概判断接地位置，调试结果不准确、不严谨；2)滑动变阻器是裸露的，试验调试时其上带有电压，滑动划臂时，容易误碰造成触电，存在较大的触电隐患。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种发电机转子接地保护测试方法，旨在提供一种能够灵活、准确、安全的进行发电机转子接地保护试验的调试方法。

本发明提出了一种发电机转子接地保护测试方法，该方法包括如下步骤：确认发电机转子的继电保护转子满足测试要求；根据所整定的转子接地保护电阻值选取色环电阻组合，并将选取的色环电阻串联至固定端子排，确保色环电阻的电阻值满足测试要求；对发电机转子一点接地保护进行测试；对发电机转子两点接地保护进行测试。

进一步地，上述发电机转子接地保护测试方法中，确认发电机转子的继电保护转子满足测试要求包括：将保护整定值输入至发电机继电保护装置并保存，并确认输入的整定值与继电保护装置内部整定值一致；确认除发电机转子接地保护之外的其他无关保护功能在发电继电保护装置中暂时退出；确认除发电机转子接地保护之外的其他无关保护硬压板在继电保护柜内暂时退出。

进一步地，上述发电机转子接地保护测试方法中，根据所整定的转子接地保护电阻值选取色环电阻组合包括：选取色环电阻的动作值为整定值0.95倍；在选取色环电阻的不动作值为整定值1.05倍。

进一步地，上述发电机转子接地保护测试方法中，确保色环电阻的电阻值满足测试要求包括：使用万用表测量串联至固定端子排的色环电阻的电阻值是否准确，以确保其满足测试要求。

进一步地，上述发电机转子接地保护测试方法中，对发电机转子一点接地保护进行测试包括：

将继电保护测试仪直流电压输出端子连接至发电机保护柜转子接地电压信号端子；将继电保护测试仪跳闸信号采集端连接至发电机保护柜跳闸出口信号端子；将继电保护测试仪直流电压输出正极连接至色环电阻串联端子排一端，将色环电阻串联端子排另一端接地；通过继电保护测试仪对发电机保护柜转子接地电压信号端子施加额定直流电压，开始测试；当达到发电机转子一点接地所整定的限定时间后，发电机转子一点接地保护动作告警。

进一步地，上述发电机转子接地保护测试方法中，当发电机转子一点接地保护动作告警后，继电保护装置内部发电机转子两点接地保护功能开放。

进一步地，上述发电机转子接地保护测试方法中，当发电机转子一点接地保护动作告警后，根据整定值所整定的发电机两点接地保护开放时限使继电保护装置内部发电机转子两点接地保护功能开放。

进一步地，上述发电机转子接地保护测试方法中，对发电机转子两点接地保护进行测试包括：当发电机转子一点接地保护动作告警后，继续对发电机转子一点接地保护进行测试，使用短接线将发电机大轴端子与发电机转子接地电压端子负极短接；当到达整定时限后，发电机转子两点接地保护动作于跳闸，采集动作时间。

进一步地，上述发电机转子接地保护测试方法中，在采集动作时间后，停止发电机转子两点接地保护测试，将色环电阻增加至整定值的1.05倍，并重复发电机转子一点接地保护测试和发电机转子两点接地保护测试，如果继电保护装置不动作，发电机转子一点接地及两点接地均不动作，则判定继电保护装置发电机转子接地保护功能正常。

进一步地，上述发电机转子接地保护测试方法中，在对发电机转子两点接地保护进行测试之后还包括：记录测试数据；将测试所用设备和线路拆除，将继电保护装置内部其他保护功能按照整定要求投入，并将发电机保护柜内部各硬压板按照整定要求投入。

本发明中，无需使用发电机保护柜内自带的测试用电阻或滑动变阻器，实际串联组合出来的色环电阻阻值可以根据现场实际情况灵活加减，能够达到更精准的测试数据。将色环电阻串联连接在固定端子排上，在测试的过程中无需人工接触电阻本体，与滑动变阻器相比没有触电风险，有效增加了测试的安全性。测试方法操作简便、材料容易获得，当发电机保护柜内未配备测试电阻的情况下，也可以较容易的获得色环电阻及端子排，增加了测试的便捷性。将色环电阻串联连接在固定端子排上，测试材料购买价格低且可以重复使用，相比滑动变阻器高昂的价格，节约了测试的经济成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的发电机转子接地保护测试方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的发电机转子接地保护测试方法中，色环电阻串联至端子排的示意图；

图3为本发明实施例提供的发电机转子接地保护测试方法中，发电机转子一点保护接地保护测试示意图；

图4为本发明实施例提供的发电机转子接地保护测试方法中，发电机转子两点保护接地保护测试示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1，图1示出了本实施例提供的发电机转子接地保护测试方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S110，确认发电机转子的继电保护转子满足测试要求。

具体地，1)将设计院出具的保护整定值输入至发电机继电保护装置并保存，并确认输入的整定值与继电保护装置内部整定值一致；

2)将除发电机转子接地保护之外的其他无关保护功能在继电保护装置中暂时退出；

3)将除发电机转子接地保护之外的其他无关保护硬压板在继电保护柜内暂时退出；

4)检查继电保护装置内部整定值是否与设计院所出具的整定值是否一致；检查其他无关保护功能在继电保护装置内是否可靠退出、发电机转子接地保护是否可靠投入；检查其他无关保护硬压板是否可靠退出、发电机转子接地保护硬压板是否可靠投入。

步骤S120，根据所整定的转子接地保护电阻值选取色环电阻组合，并将选取的色环电阻串联至固定端子排，确保色环电阻的电阻值满足测试要求。

具体地，1)根据所整定的转子接地保护电阻值，选择合适的色环电阻组合，选择标准为：色环电阻的动作值为整定值0.95倍，色环电阻的不动作值为整定值1.05倍，即发电机转子接地保护整定值为XΩ，先选取0.95XΩ的色环电阻串联组合测试接地保护动作，再选取1.05XΩ的色环电阻串联组合测试接地保护不动作；

2)如图2所示，将所选取的测试用色环电阻串联连接至固定端子排，R1+R2+R3+……+Rn＝整定值；

3)使用万用表测量所串联的色环电阻，测量其电阻值是否准确，是否满足测试要求。

步骤S130，对发电机转子一点接地保护进行测试。

具体地，1)将继电保护测试仪直流电压输出端子接至发电机保护柜转子接地电压信号端子，并确认直流电压的正负极不可接错；

2)将继电保护测试仪跳闸信号采集端连接至发电机保护柜跳闸出口信号端子；

3)如图3所示，将继电保护测试仪直流电压输出正极连接至色环电阻串联端子排一端，将色环电阻串联端子排另一端接地；

4)通过继电保护测试仪对发电机保护柜转子接地电压信号端子施加额定直流电压，然后开始测试；

5)由于所使用的串联色环电阻的电阻值为整定值得0.95倍，满足发电机转子一点接地保护动作条件，测试开始后，当达到发电机转子一点接地所整定的限定时间后，继电保护装置显示“发电机转子接地告警”，同时或根据整定值所整定的发电机两点接地保护开放时限，使继电保护装置内部发电机转子两点接地保护功能开放。

步骤S140，对发电机转子两点接地保护进行测试。

具体地，1)当发电机转子一点接地保护动作于告警后，继电保护装置内部发电机转子两点接地保护功能开放，可进行发电机转子两点接地保护测试。

2)在发电转子一点接地保护告警动作时，不终止对发电机转子一点接地保护进行测试(发电机转子两点接地保护需满足一点接地保护动作条件，继电保护装置内部才能开放两点接地保护功能，因此在进行两点接地保护测试时不可停止一点接地所施加的电压及电阻)。如图4所示，使用短接线将发电机大轴端子与发电机转子接地电压端子负极短接；

3)当到达整定时限后，继电保护装置动作，发电机转子两点接地保护动作于跳闸，继电保护测试仪采集到动作时间。

4)停止发电机转子两点接地保护测试，将测试用色环电阻增加至整定值的1.05倍，并重复发电机转子一点接地保护测试和两点接地保护测试，如果继电保护装置不动作，发电机转子一点接地及两点接地均不动作，则判定继电保护装置发电机转子接地保护功能正常，可以投入运行。

步骤S150，记录测试数据；将测试所用设备和线路拆除，将继电保护装置内部其他保护功能按照整定要求投入，并将发电机保护柜内部各硬压板按照整定要求投入。

具体地，记录测试中的各项试验数据，包括保护动作时限、动作电阻值等；将测试所用设备、线路等从发电机保护柜内端子上拆除；将继电保护装置内部其他保护功能投入按照设计院出具的整定要求投入、将发电机保护柜内部各硬压板按照设计院出具的整定要求投入。

实际测试案例：

步骤1.根据此种测试方法，TRT发电系统发电机转子接地保护整定值为：一点接地电阻定值10kΩ，一点接地报警延时1s；两点接地跳闸延时1s。

步骤2.在转子接地用电压信号端子加DC30.5V电压，将9.8kΩ(大于0.95*10kΩ，小于整定值10kΩ)串联色环电阻一端接地，另一端短接至转子接地电压正极，1.031s后一点接地保护动作告警，一点接地保护动作后两点接地保护功能开放。

步骤3.将发电机大轴端子连接至转子接地电压负极，1.058s后两点接地保护动作跳闸。

步骤4.重复步骤2和步骤3，将接入电阻增加为10.1kΩ(大于整定值10kΩ，小于1.05*10kΩ)，一点接地及两点接地保护均不动作，保护功能合格。

本实施例提供的方法基于欧姆定律和各种相同或不同阻值的色环电阻的串联组合，在直流电路中，若干电阻串联连接在电路中，电路中的总电阻等于各串联电阻之和，灵活而准确的根据现场实际整定值模拟发电机转子的不同接地位置及接地电阻，从而验证发电机继电保护装置的发电机转子接地保护功能是否能够根据整定值可靠动作，以满足发电机运行时的保护要求。通过发电机继电保护装置的告警、跳闸信息、通过色环电阻实际模拟的接地电阻值，以及继电保护测试仪做采集到的继电保护装置跳闸出口干接点信号的动作时间，通过与设计整定值进行比对，来确定发电机转子接地保护是否能够稳定运行。

本发明与现有技术相比所具有的优点或积极效果：

1.本实施例提出的测试方法无需使用发电机保护柜内自带的测试用电阻或滑动变阻器，实际串联组合出来的色环电阻阻值可以根据现场实际情况灵活加减，能够达到更精准的测试数据。

2.本实施例提出的测试方法将色环电阻串联连接在固定端子排上，在测试的过程中无需人工接触电阻本体，与滑动变阻器相比没有触电风险，有效增加了测试的安全性。

3.本实施例提出的测试方法操作简便、材料容易获得，当发电机保护柜内未配备测试电阻的情况下，也可以较容易的获得色环电阻及端子排，增加了测试的便捷性。

4.本实施例提出的测试方法将色环电阻串联连接在固定端子排上，测试材料购买价格低且可以重复使用，相比滑动变阻器高昂的价格，节约了测试的经济成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种发电机转子接地保护测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

确认发电机转子的继电保护转子满足测试要求；

根据所整定的转子接地保护电阻值选取色环电阻组合，并将选取的色环电阻串联至固定端子排，确保所述色环电阻的电阻值满足测试要求；

对所述发电机转子一点接地保护进行测试；

对所述发电机转子两点接地保护进行测试；

其中，所述对所述发电机转子一点接地保护进行测试包括：

将继电保护测试仪直流电压输出端子连接至发电机保护柜转子接地电压信号端子；

将继电保护测试仪跳闸信号采集端连接至发电机保护柜跳闸出口信号端子；

将继电保护测试仪直流电压输出正极连接至色环电阻串联端子排一端，将色环电阻串联端子排另一端接地；

通过所述继电保护测试仪对所述发电机保护柜转子接地电压信号端子施加额定直流电压，开始测试；

当达到发电机转子一点接地所整定的限定时间后，发电机转子一点接地保护动作告警；

当所述发电机转子一点接地保护动作告警后，继电保护装置内部发电机转子两点接地保护功能开放；

所述对所述发电机转子两点接地保护进行测试包括：

当所述发电机转子一点接地保护动作告警后，继续对所述发电机转子一点接地保护进行测试，使用短接线将发电机大轴端子与发电机转子接地电压端子负极短接；

当到达整定时限后，发电机转子两点接地保护动作于跳闸，采集动作时间。

2.根据权利要求1所述的发电机转子接地保护测试方法，其特征在于，所述确认发电机转子的继电保护转子满足测试要求包括：

将保护整定值输入至发电机继电保护装置并保存，并确认输入的整定值与继电保护装置内部整定值一致；

确认除发电机转子接地保护之外的其他无关保护功能在所述发电继电保护装置中暂时退出；

确认除发电机转子接地保护之外的其他无关保护硬压板在继电保护柜内暂时退出。

3.根据权利要求1所述的发电机转子接地保护测试方法，其特征在于，所述根据所整定的转子接地保护电阻值选取色环电阻组合包括：

选取所述色环电阻的动作值为继电保护装置内整定值的0.95倍；

在选取所述色环电阻的不动作值为继电保护装置内整定值的1.05倍。

4.根据权利要求1所述的发电机转子接地保护测试方法，其特征在于，所述确保所述色环电阻的电阻值满足测试要求包括：

使用万用表测量串联至固定端子排的色环电阻的电阻值是否准确，以确保其满足测试要求。

5.根据权利要求1所述的发电机转子接地保护测试方法，其特征在于，

当所述发电机转子一点接地保护动作告警后，根据整定值所整定的发电机两点接地保护开放时限使继电保护装置内部发电机转子两点接地保护功能开放。

6.根据权利要求1所述的发电机转子接地保护测试方法，其特征在于，

在所述采集动作时间后，停止发电机转子两点接地保护测试，将所述色环电阻增加至继电保护装置内整定值的1.05倍，并重复发电机转子一点接地保护测试和发电机转子两点接地保护测试，如果继电保护装置不动作，发电机转子一点接地及两点接地均不动作，则判定继电保护装置发电机转子接地保护功能正常。

7.根据权利要求1所述的发电机转子接地保护测试方法，其特征在于，在所述对所述发电机转子两点接地保护进行测试之后还包括：

记录测试数据；

将测试所用设备和线路拆除，将继电保护装置内部其他保护功能按照整定要求投入，并将发电机保护柜内部各硬压板按照整定要求投入。

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