CN114094541A - 一种分段式三次谐波电压比定子接地保护方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分段式三次谐波电压比定子接地保护方法及系统，方法包括：S1，分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值；S2，确定当前机组的发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况；S3，采集机端零序电压和中性点零序电压，计算机端零序中的三次谐波电压和中性点零序电压中的三次谐波电压；S4，比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告。系统包括：比定值设置模块，工况判别模块，电压计算模块，故障判断模块。本发明能够提高保护的可靠性及灵敏性，改善三次谐波电压比保护的运行情况。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，特别涉及一种分段式三次谐波电压比定子接地保护方法及系统。
背景技术
定子绕组的单相接地(定子绕组与铁芯间的绝缘破坏)是发电机最常见的一种故障，由于大中型发电机中性点不接地或经高阻接地，定子单相接地故障并不产生大的故障电流，发电机配置的电流差动保护不能反映定子绕组单相接地故障。定子绕组单相接地故障往往是更为严重的绕组内部短路故障发生的先兆，定子绕组单相接地保护的可靠与灵敏动作可以降低内部短路故障的发生几率，减少故障造成的损失。因此，对于大中型机组，必须装设100％保护区的定子接地保护，且要求在定子绕组任一点经一定过渡电阻接地时，保护能灵敏动作。目前配置的定子接地保护有两种类型，一种是由基波零序电压定子接地保护和三次谐波电压定子接地保护构的100％定子接地保护；另一种是注入式定子接地保护。三次谐波电压比定子接地保护是三次谐波电压定子接地保护的一种，主要用来保护定子绕组中性点到机端25％左右范围的定子接地故障。
目前三次谐波电压比定子接地保护比率系数设置有并网前比率系数、并网后比率系数定值，根据机组并网前和并网后装置实测的最大三次谐波电压比分别整定，采用断路器辅助接点自动切换比率系数定值。并网后只有一个比率系数定值。
抽水蓄能电站一般采用可逆式机组，其机组由可逆水泵水轮机和发电电动机二者组成。其运行工况主要包括发电工况、发电调相工况、抽水工况、抽水调相工况、拖动工况、被拖动工况等。其中发电工况、发电调相工况、拖动工况为发电工况，机组正向旋转；抽水工况、抽水调相工况、被拖动工况为电动工况，机组反向旋转。三次谐波电压比定子接地保护与基波零序电压定子接地保护共同构成100％定子接地保护，是大型抽水蓄能机组定子接地保护的重要组成部分,按照设计要求应在发电工况和电动工况都投入运行。相关文献指出,运行中三次谐波电压分布受机组所带负荷影响较大,发电工况时功率方向向外,常规机组保护不会误动,而在电动工况,则功率反向,此时三次谐波的分布情况会有变化,因此采用单一比值的三次谐波电压比原理无法适用于抽水蓄能电站的多种运行工况。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种分段式三次谐波电压比定子接地保护方法及系统，能够通过工况识别方法，识别多种不同的工况，采用不同的三次谐波电压比定值，适应抽水蓄能电站的多种运行工况，提高保护的可靠性及灵敏性，改善三次谐波电压比保护的运行情况。
第一方面，本发明实施例提供了一种分段式三次谐波电压比定子接地保护方法，其中，包括：
S1，分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值，包括发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况下各自的三次谐波电压比定值。
S2，根据抽水蓄能电站的换相开关辅助接点状态、机端断路器辅助接点状态和监控调相状态，确定当前机组的发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况。
S3，采集机端零序电压和中性点零序电压，利用离散傅里叶算法，计算机端零序中的三次谐波电压和中性点零序电压中的三次谐波电压。
S4，比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，S1中，分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值，包括：
S11，发电工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电工况三次谐波电压比定值K1。
S12，发电调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电调相工况三次谐波电压比定值K2。
S13，抽水工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水工况三次谐波电压比定值K3。
S14，抽水调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水调相工况三次谐波电压比定值K4。
其中，a取值范围为1.2-1.5。结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，S2中，当前机组的运行工况的判断方法包括：
S21，若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为发电工况。
S22，若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为发电调相工况。
S23，若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为抽水工况。
S24，若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为抽水调相工况。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，S4中，所述比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告，包括：
S41，根据运行工况，选择对应的三次谐波电压比定值。
S42，将机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M与对应工况的三次谐波电压比定值K比较，当比值M大于比定值K时，判定发电电动机中性点附件发生定子绕组单相接地故障。
S43，判定故障后，经过设定的延时T，发出报警信号或动作跳闸。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，S43中，设定的延时T定值范围为0.1s～100.0s。
第二方面，本发明实施例还提供了一种分段式三次谐波电压比定子接地保护系统，其中，包括：
比定值设置模块，用于分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值，包括发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况下各自的三次谐波电压比定值。
工况判别模块，用于根据抽水蓄能电站的换相开关辅助接点状态、机端断路器辅助接点状态和监控调相状态，确定当前机组的发电工况、发电调相运行工况、抽水运行工况和抽水调相运行工况。
电压计算模块，用于采集发电机机端零序电压和中性点零序电压，利用离散傅里叶算法，计算发电机机端零序中的三次谐波电压和中性点零序电压中的三次谐波电压。
故障判断模块，用于比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述比定值设置模块包括：
发电工况比定值设置单元，用于发电工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电工况三次谐波电压比定值K1。
发电调相工况比定值设置单元，用于发电调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电调相工况三次谐波电压比定值K2。
抽水工况比定值设置单元，用于抽水工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水运行工况三次谐波电压比定值K3。
抽水调相工况比定值设置单元，用于抽水调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水调相运行工况三次谐波电压比定值K4。
其中，a的取值范围为1.2-1.5。结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述工况判别模块包括：
发电工况判别单元，用于若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为发电工况。
发电调相工况判别单元，用于若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为发电调相工况。
抽水工况判别单元，用于若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为抽水工况。
抽水调相工况判别单元，用于若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为抽水调相工况。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述故障判断模块包括：
比定值选择单元，用于根据运行工况，选择对应的三次谐波电压比定值。
比较单元，用于将机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M与对应工况的三次谐波电压比定值K比较，当比值M大于比定值K时，判定发电电动机中性点附件发生定子绕组单相接地故障。
故障处理单元，用于判定故障后，经过设定的延时T，发出报警信号或动作跳闸，其中，设定的延时T定值范围为0.1s～100.0s。
本发明实施例的有益效果是：
本发明的分段式三次谐波电压比定子接地保护方法及系统，通过工况识别方法，识别发电工况、发电调相工况、抽水工况、抽水调相工况，分别设置发电工况、发电调相工况、抽水工况、抽水调相工况三次谐波电压比定值，不同工况采用不同的三次谐波电压比定值可适应抽水蓄能电站的多种运行工况，能够提高保护的可靠性及灵敏性，改善三次谐波电压比保护的运行情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明分段式三次谐波电压比定子接地保护方法的流程图；
图2为本发明分段式三次谐波电压比定子接地保护方法的应用接线示意图；
图3为本发明分段式三次谐波电压比定子接地保护方法的应用工况识别方法逻辑示意图；
图4为本发明分段式三次谐波电压比定子接地保护系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
电气主接线图以及三次谐波定子接地保护的接线如附图2所示。抽水蓄能电站的运行工况主要包括发电工况、发电调相工况、抽水工况、抽水调相工况、拖动工况、被拖动工况等。其中发电工况、发电调相工况、拖动工况为发电工况，机组正向旋转；抽水工况、抽水调相工况、被拖动工况为电动工况，机组反向旋转。为了实现水泵和发电两种工况的切换，一般在发电电动机与主变低压侧装设换相开关，实现将机端电压切换为反相序，机组反向旋转。抽水蓄能机组启、停频繁，发电电动机机端与主变低压侧间装设有机端断路器(GCB)，抽水蓄能机组一般采用单元接线方式。抽水蓄能机组电气一次接线复杂，运行工况多。因此抽水蓄能电站发电电动机变压器组的各种运行工况应配置完善的保护。
请参照图1至图3，本发明的第一个实施例提供一种分段式三次谐波电压比定子接地保护方法，包括：
S1，分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值，包括发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况下各自的三次谐波电压比定值。
S2，根据抽水蓄能电站的换相开关辅助接点状态、机端断路器辅助接点状态和监控调相状态，确定当前机组的发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况。运行工况识别逻辑如附图3所示。
S3，采集机端零序电压和中性点零序电压，利用离散傅里叶算法，计算机端零序中的三次谐波电压和中性点零序电压中的三次谐波电压。
S4，比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告。
其中，S1中，分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值，包括：
S11，发电工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电工况三次谐波电压比定值K1。
S12，发电调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电调相工况三次谐波电压比定值K2。
S13，抽水工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水工况三次谐波电压比定值K3。
S14，抽水调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水调相工况三次谐波电压比定值K4。
其中，a的取值范围为1.2-1.5。其中，S2中，当前机组的运行工况的判断方法包括：
S21，若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为发电工况。
S22，若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为发电调相工况。
S23，若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为抽水工况。
S24，若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为抽水调相工况。
其中，S4中，所述比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告，包括：
S41，根据运行工况，选择对应的三次谐波电压比定值。
S42，将机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M与对应工况的三次谐波电压比定值K比较，当比值M大于比定值K时，判定发电机中性点附件发生定子绕组单相接地故障。
S43，判定故障后，经过设定的延时T，发出报警信号或动作跳闸。
其中，S43中，设定的延时T定值范围为0.1s～100.0s。
为躲过抽水蓄能电站发电电机机组及系统的各种故障暂态干扰，延时定值一般设定为5.0s。
请参照图4，本发明的第二个实施例提供一种分段式三次谐波电压比定子接地保护系统，包括：
比定值设置模块，用于分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值，包括发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况下各自的三次谐波电压比定值。
工况判别模块，用于根据抽水蓄能电站的换相开关辅助接点状态、机端断路器辅助接点状态和监控调相状态，确定当前机组的发电工况、发电调相运行工况、抽水运行工况和抽水调相运行工况。
电压计算模块，用于采集机端零序电压和中性点零序电压，利用离散傅里叶算法，计算机端零序中的三次谐波电压和中性点零序电压中的三次谐波电压。
故障判断模块，用于比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告。
其中，所述比定值设置模块包括：
发电工况比定值设置单元，用于发电工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电工况三次谐波电压比定值K1。
发电调相工况比定值设置单元，用于发电调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电调相工况三次谐波电压比定值K2。
抽水工况比定值设置单元，用于抽水工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水运行工况三次谐波电压比定值K3。
抽水调相工况比定值设置单元，用于抽水调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水调相运行工况三次谐波电压比定值K4。
其中，a的取值范围为1.2-1.5。
其中，所述工况判别模块包括：
发电工况判别单元，用于若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为发电工况。
发电调相工况判别单元，用于若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为发电调相工况。
抽水工况判别单元，用于若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为抽水工况。
抽水调相工况判别单元，用于若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为抽水调相工况。
其中，所述故障判断模块包括：
比定值选择单元，用于根据运行工况，选择对应的三次谐波电压比定值。
比较单元，用于将机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M与对应工况的三次谐波电压比定值K比较，当比值M大于比定值K时，判定发电机中性点附件发生定子绕组单相接地故障。
故障处理单元，用于判定故障后，经过设定的延时T，发出报警信号或动作跳闸，其中，设定的延时T定值范围为0.1s～100.0s。
本发明实施例旨在保护一种分段式三次谐波电压比定子接地保护方法及系统，具备如下效果：
本发明的分段式三次谐波电压比定子接地保护方法及系统，通过工况识别方法，识别发电工况、发电调相工况、抽水工况、抽水调相工况，分别设置发电工况、发电调相工况、抽水工况、抽水调相工况三次谐波电压比定值，不同工况采用不同的三次谐波电压比定值可适应抽水蓄能电站的多种运行工况，能够提高保护的可靠性及灵敏性，改善三次谐波电压比保护的运行情况。
本发明实施例所提供的分段式三次谐波电压比定子接地保护方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述分段式三次谐波电压比定子接地保护方法，从而能够提高保护的可靠性及灵敏性，改善三次谐波电压比保护的运行情况。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种分段式三次谐波电压比定子接地保护方法，其特征在于，包括：
S1，分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值，包括发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况下各自的三次谐波电压比定值；
S2，根据抽水蓄能电站的换相开关辅助接点状态、机端断路器辅助接点状态和监控调相状态，确定当前机组的发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况；
S3，采集机端零序电压和中性点零序电压，利用离散傅里叶算法，计算机端零序中的三次谐波电压和中性点零序电压中的三次谐波电压；
S4，比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告。
2.根据权利要求1所述的分段式三次谐波电压比定子接地保护方法，其特征在于，S1中，分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值，包括：
S11，发电工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电工况三次谐波电压比定值K1；
S12，发电调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电调相工况三次谐波电压比定值K2；
S13，抽水工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水工况三次谐波电压比定值K3；
S14，抽水调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水调相工况三次谐波电压比定值K4。
3.根据权利要求1所述的分段式三次谐波电压比定子接地保护方法，其特征在于，S2中，当前机组的运行工况的判断方法包括：
S21，若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为发电工况；
S22，若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为发电调相工况；
S23，若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为抽水工况；
S24，若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为抽水调相工况。
4.根据权利要求1所述的分段式三次谐波电压比定子接地保护方法，其特征在于，S4中，所述比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告，包括：
S41，根据运行工况，选择对应的三次谐波电压比定值；
S42，将机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M与对应工况的三次谐波电压比定值K比较，当比值M大于比定值K时，判定发电电动机中性点附件发生定子绕组单相接地故障；
S43，判定故障后，经过设定的延时T，发出报警信号或动作跳闸。
5.根据权利要求4所述的分段式三次谐波电压比定子接地保护方法，其特征在于，S43中，设定的延时T定值范围为0.1s～100.0s。
6.一种分段式三次谐波电压比定子接地保护系统，其特征在于，包括：
比定值设置模块，用于分别设置抽水蓄能电站的多种工况下的三次谐波电压比定值，包括发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况下各自的三次谐波电压比定值；
工况判别模块，用于根据抽水蓄能电站的换相开关辅助接点状态、机端断路器辅助接点状态和监控调相状态，确定当前机组的发电工况、发电调相工况、抽水工况和抽水调相工况；
电压计算模块，用于采集机端零序电压和中性点零序电压，利用离散傅里叶算法，计算机端零序中的三次谐波电压和中性点零序电压中的三次谐波电压；
故障判断模块，用于比较机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M和对应工况的三次谐波电压比定值K，判断是否故障，并发出警告。
7.根据权利要求6所述的分段式三次谐波电压比定子接地保护系统，其特征在于，所述比定值设置模块包括：
发电工况比定值设置单元，用于发电工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电工况三次谐波电压比定值K1；
发电调相工况比定值设置单元，用于发电调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到发电调相工况三次谐波电压比定值K2；
抽水工况比定值设置单元，用于抽水工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水运行工况三次谐波电压比定值K3；
抽水调相工况比定值设置单元，用于抽水调相工况，按照发电电动机保护装置实测的最大三次谐波电压比乘以系数a，整定得到抽水调相运行工况三次谐波电压比定值K4。
8.根据权利要求6所述的分段式三次谐波电压比定子接地保护系统，其特征在于，所述工况判别模块包括：
发电工况判别单元，用于若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为发电工况；
发电调相工况判别单元，用于若换相开关发电机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、发电机调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为发电调相工况；
抽水工况判别单元，用于若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝0，则判断机组当前的运行工况为抽水工况；
抽水调相工况判别单元，用于若换相开关电动机位置＝1、机端断路器分闸位置＝0、机端断路器合闸位置＝1、抽水调相模式＝1，则判断机组当前的运行工况为抽水调相工况。
9.根据权利要求6所述的分段式三次谐波电压比定子接地保护系统，其特征在于，所述故障判断模块包括：
比定值选择单元，用于根据运行工况，选择对应的三次谐波电压比定值；
比较单元，用于将机端零序三次谐波电压与中性点零序三次谐波电压的比值M与对应工况的三次谐波电压比定值K比较，当比值M大于比定值K时，判定发电电动机中性点附件发生定子绕组单相接地故障；
故障处理单元，用于判定故障后，经过设定的延时T，发出报警信号或动作跳闸，其中，设定的延时T定值范围为0.1s～100.0s。
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