CN115275936A - 一种发电机定子接地保护装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种发电机定子接地保护装置和控制方法。该发电机定子接地保护装置包括：发电机分别与第一类定子保护模块、第二类定子保护模块和第三类定子保护模块连接，通过第一类定子保护模块触发基波零序过电压定子接地保护，或，通过第二类定子保护模块触发三次谐波零序电压定子接地保护，或，通过第三类定子保护模块触发注入式零序电压定子接地保护。本发明提供的方案能够根据实际准确可靠保护发电机的技术效果。

Description

一种发电机定子接地保护装置和控制方法

技术领域

本发明涉及电气技术应用领域，尤其涉及一种发电机定子接地保护装置和控制方法。

背景技术

发电机定子绕组单相接地的危害是：非接地相对地电压的升高，将危及非故障相的绝缘，

当原来绝缘较弱时，可能造成非接地相相继发生接地故障，从而造成相间接地短路，损害发电机；另外，流过接地点的电流具有电弧性质，可能烧伤定子铁芯。如果定子铁芯烧伤，修复很困难。

外加交流电源式100％定子绕组单相接地保护，又称注入式定子接地保护。注入直流电源系保护装置自产。因此，在发电机运行及不运行时，均可监视发电机定子绕组回路的对地绝缘。该保护动作灵敏、无死区。国内应用的外加交流电源式定子绕组单相接地保护有两种，其一为外加20Hz电源，另一为外加12.5Hz电源。

外加交流电源式100％定子绕组单相接地保护，在机组正常运行时，保护装置需实测20Hz电流I20G；在接地变压器一次侧直接接地时，保护装置实测20Hz电压U20G。因为启、停机过程中仍有保护作用，当定子接地故障一直存在时，即使断路器断开，其保护出口仍一直保持不返回，所以在断路器失灵功能不完备的情况下，注入式定子接地保护是否启动断路器失灵目前还存在争议。

针对上述由于现有技术中存在对发电机定子接地保护无法合理启动断路器失灵的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种发电机定子接地保护装置和控制方法，以至少解决由于现有技术中存在对发电机定子接地保护无法合理启动断路器失灵的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种发电机定子接地保护装置，应用于发电机，包括：第一类定子保护模块、第二类定子保护模块和第三类定子保护模块，其中，发电机分别与第一类定子保护模块、第二类定子保护模块和第三类定子保护模块连接，通过第一类定子保护模块触发基波零序过电压定子接地保护，或，通过第二类定子保护模块触发三次谐波零序电压定子接地保护，或，通过第三类定子保护模块触发注入式零序电压定子接地保护。

可选的，发电机定子接地保护装置还包括：传递电压自校定模块，其中，传递电压自校定模块，用于第一类定子保护模块触发基波零序过电压定子接地保护，自动校核动作电压和系统传递电压的大小，从动作电压整定值及延时与系统接地保护进行配合整定。

可选的，发电机定子接地保护装置还包括：保护智能自整定模块，其中，保护智能自整定模块，用于第二类定子保护模块触发三次谐波零序电压定子接地保护的调整系数通过实时跟踪正常运行时的机端和中性点电压采样数据，动态修正整定系数的定值。

进一步地，可选的，保护智能自整定模块，还用于根据运行数据的积累，自主深度学习，设定智能优化参数。

可选的，发电机定子接地保护装置中注入式零序电压定子接地保护通过逻辑优化，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能；当保护跳开断路器后，且定子接地状态不变的情况下，保护只告警不出口。

可选的，发电机定子接地保护装置在发电机运行及不运行时，均可监视发电机定子绕组回路的对地绝缘，根据采集到的状态分配对应的操作。

第二方面，本发明实施例提供一种控制方法，应用于发电机定子接地保护装置，包括：当基波零序过电压定子接地保护时，自动校核动作电压和系统传递电压的大小，从动作电压整定值及延时与系统接地保护进行配合整定；当三次谐波零序电压定子接地保护时，三次谐波零序电压定子接地保护的调整系数通过实时跟踪正常运行时的机端和中性点电压采样数据，动态修正整定系数的定值；当注入式零序电压定子接地保护时，通过逻辑优化，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能。

可选的，该方法还包括：根据运行数据的积累，自主深度学习，设定智能优化参数。

可选的，该方法还包括：当注入式零序电压定子接地保护通过逻辑优化时，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能；当保护跳开断路器后，且定子接地状态不变的情况下，保护只告警不出口。

可选的，该方法还包括：在发电机运行及不运行时，均可监视发电机定子绕组回路的对地绝缘，根据采集到的状态分配对应的操作。

本发明实施例提供了一种发电机定子接地保护装置和控制方法。通过发电机分别与第一类定子保护模块、第二类定子保护模块和第三类定子保护模块连接，通过第一类定子保护模块触发基波零序过电压定子接地保护，或，通过第二类定子保护模块触发三次谐波零序电压定子接地保护，或，通过第三类定子保护模块触发注入式零序电压定子接地保护，从而能够根据实际准确可靠保护发电机的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的一种发电机定子接地保护装置的示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种发电机定子接地保护装置中发电机基波/三次谐波电压分析计算用等值电路的示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种发电机定子接地保护装置中注入式定子接地保护电气回路的示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种发电机定子接地保护装置中接地保护逻辑示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。

还需要说明是，本发明下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本发明实施例对此不作具体限制。

实施例一

第一方面，本发明实施例提供一种电路，图1为本发明实施例一提供的一种发电机定子接地保护装置的示意图；如图1所示，应用于发电机，本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置包括：

第一类定子保护模块、第二类定子保护模块和第三类定子保护模块，其中，发电机分别与第一类定子保护模块、第二类定子保护模块和第三类定子保护模块连接，通过第一类定子保护模块触发基波零序过电压定子接地保护，或，通过第二类定子保护模块触发三次谐波零序电压定子接地保护，或，通过第三类定子保护模块触发注入式零序电压定子接地保护。

可选的，本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置还包括：传递电压自校定模块，其中，传递电压自校定模块，用于第一类定子保护模块触发基波零序过电压定子接地保护，自动校核动作电压和系统传递电压的大小，从动作电压整定值及延时与系统接地保护进行配合整定。

可选的，本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置还包括：保护智能自整定模块，其中，保护智能自整定模块，用于第二类定子保护模块触发三次谐波零序电压定子接地保护的调整系数通过实时跟踪正常运行时的机端和中性点电压采样数据，动态修正整定系数的定值。

进一步地，可选的，保护智能自整定模块，还用于根据运行数据的积累，自主深度学习，设定智能优化参数。

可选的，本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置中注入式零序电压定子接地保护通过逻辑优化，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能；当保护跳开断路器后，且定子接地状态不变的情况下，保护只告警不出口。

可选的，本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置在发电机运行及不运行时，均可监视发电机定子绕组回路的对地绝缘，根据采集到的状态分配对应的操作。

具体的，图1为本发明实施例一提供的一种发电机定子接地保护装置中基波定子接地保护电气回路的示意图；如图1所示，本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置增加传递电压自校定模块。基波零序过电压定子接地保护，自动校核动作电压Uop和系统传递电压Ug0的大小，从动作电压整定值及延时两方面与系统接地保护进行配合整定。

图2为本发明实施例一提供的一种发电机定子接地保护装置中智能自整定三次谐波定子接地保护电气回路的示意图；如图2所示，本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置增加的智能自整定模块。三次谐波零序电压定子接地保护的调整系数通过实时跟踪正常运行时的机端和中性点电压采样数据，动态修正保护装置整定系数的定值。根据发电机三次谐波电压智能分析计算，并通过运行数据的积累，可以自主深度学习，智能优化参数的设定。

图3为本发明实施例一提供的一种发电机定子接地保护装置中注入式定子接地保护电气回路的示意图；如图3所示，本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置增加发电机运行状态的智能判别模块。图4为本发明实施例一提供的一种发电机定子接地保护装置中接地保护逻辑示意图，如图3和4所示，注入式零序电压定子接地保护通过逻辑优化，可实现在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能。当保护跳开断路器后，且定子接地仍存在的情况下，保护只告警不出口，从而自动闭锁断路器失灵保护，避免失灵误动作。

本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置具有发电机零序电压式定子接地保护和注入式定子接地保护两种功能为一体的改进型的智能自整定的发电机定子接地保护模块装置。该装置在发电机运行及不运行时，均可监视发电机定子绕组回路的对地绝缘，保护根据实际准确可靠动作。该保护动作灵敏、无死区，可智能场景学习自动优化参数，无需人为干预设置。

本申请实施例提供的发电机定子接地保护装置由电脑软件实现基波和三次谐波零序电压定子接地保护整定参数的自动计算和设定，减少和消除人工计算，避免人为因素造成的参数误差和误整定。通过注入式定子接地保护的出口逻辑优化，实现并网断路器断开时保护只报警不保持动作出口，从而可以能够正常启用断路器失灵的后备保护功能，避免注入式定子接地保护动作后因持续发动作指令而导致相关断路器失灵保护误跳闸，扩大事故。

本发明实施例提供了一种发电机定子接地保护装置。通过发电机分别与第一类定子保护模块、第二类定子保护模块和第三类定子保护模块连接，通过第一类定子保护模块触发基波零序过电压定子接地保护，或，通过第二类定子保护模块触发三次谐波零序电压定子接地保护，或，通过第三类定子保护模块触发注入式零序电压定子接地保护，从而能够根据实际准确可靠保护发电机的技术效果。

实施例二

第二方面，本发明实施例提供一种控制方法，图5为本发明实施例二提供的一种控制方法的流程示意图，如图5所示，应用于实施例一中的发电机定子接地保护装置，本申请实施例提供的控制方法包括：

步骤S502，当基波零序过电压定子接地保护时，自动校核动作电压和系统传递电压的大小，从动作电压整定值及延时与系统接地保护进行配合整定；

步骤S504，当三次谐波零序电压定子接地保护时，三次谐波零序电压定子接地保护的调整系数通过实时跟踪正常运行时的机端和中性点电压采样数据，动态修正整定系数的定值；

步骤S506，当注入式零序电压定子接地保护时，通过逻辑优化，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能。

可选的，本申请实施例提供的控制方法还包括：根据运行数据的积累，自主深度学习，设定智能优化参数。

可选的，本申请实施例提供的控制方法还包括：当注入式零序电压定子接地保护通过逻辑优化时，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能；当保护跳开断路器后，且定子接地状态不变的情况下，保护只告警不出口。

可选的，本申请实施例提供的控制方法还包括：在发电机运行及不运行时，均可监视发电机定子绕组回路的对地绝缘，根据采集到的状态分配对应的操作。

本发明实施例提供了一种控制方法。通过当基波零序过电压定子接地保护时，自动校核动作电压和系统传递电压的大小，从动作电压整定值及延时与系统接地保护进行配合整定；当三次谐波零序电压定子接地保护时，三次谐波零序电压定子接地保护的调整系数通过实时跟踪正常运行时的机端和中性点电压采样数据，动态修正整定系数的定值；当注入式零序电压定子接地保护时，通过逻辑优化，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能，从而能够根据实际准确可靠保护发电机的技术效果。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发电机定子接地保护装置，其特征在于，应用于发电机，包括：

第一类定子保护模块、第二类定子保护模块和第三类定子保护模块，其中，

所述发电机分别与所述第一类定子保护模块、第二类定子保护模块和所述第三类定子保护模块连接，通过所述第一类定子保护模块触发基波零序过电压定子接地保护，或，通过所述第二类定子保护模块触发三次谐波零序电压定子接地保护，或，通过所述第三类定子保护模块触发注入式零序电压定子接地保护。

2.根据权利要求1所述的发电机定子接地保护装置，其特征在于，所述发电机定子接地保护装置还包括：

传递电压自校定模块，其中，所述传递电压自校定模块，用于所述第一类定子保护模块触发基波零序过电压定子接地保护，自动校核动作电压和系统传递电压的大小，从动作电压整定值及延时与系统接地保护进行配合整定。

3.根据权利要求1所述的发电机定子接地保护装置，其特征在于，所述发电机定子接地保护装置还包括：

保护智能自整定模块，其中，所述保护智能自整定模块，用于所述第二类定子保护模块触发三次谐波零序电压定子接地保护的调整系数通过实时跟踪正常运行时的机端和中性点电压采样数据，动态修正整定系数的定值。

4.根据权利要求3所述的发电机定子接地保护装置，其特征在于，所述保护智能自整定模块，还用于根据运行数据的积累，自主深度学习，设定智能优化参数。

5.根据权利要求1所述的发电机定子接地保护装置，其特征在于，所述第三类定子保护模块触发注入式零序电压定子接地保护通过逻辑优化，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能；当保护跳开断路器后，且定子接地状态不变的情况下，保护只告警不出口。

6.根据权利要求1所述的发电机定子接地保护装置，其特征在于，所述发电机定子接地保护装置在所述发电机运行及不运行时，均可监视发电机定子绕组回路的对地绝缘，根据采集到的状态分配对应的操作。

7.一种控制方法，其特征在于，应用于发电机定子接地保护装置，包括：

当基波零序过电压定子接地保护时，自动校核动作电压和系统传递电压的大小，从动作电压整定值及延时与系统接地保护进行配合整定；

当三次谐波零序电压定子接地保护时，所述三次谐波零序电压定子接地保护的调整系数通过实时跟踪正常运行时的机端和中性点电压采样数据，动态修正整定系数的定值；

当注入式零序电压定子接地保护时，通过逻辑优化，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：根据运行数据的积累，自主深度学习，设定智能优化参数。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当注入式零序电压定子接地保护通过逻辑优化时，在非运行期间保护告警不发跳闸令，运行期间保护动作发跳闸令，同时启动断路器失灵后备保护功能；当保护跳开断路器后，且定子接地状态不变的情况下，保护只告警不出口。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述发电机运行及不运行时，均可监视发电机定子绕组回路的对地绝缘，根据采集到的状态分配对应的操作。

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