CN116184260B - 基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法 - Google Patents

基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法 Download PDF

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Abstract

本申请提出了一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法，该方法包括：获取发电机的接地变压器的漏电阻和漏电抗，并确定发电机的故障相；将故障相对应的基波零序等值电路中故障点到发电机中性点之间的电势转换为矢量形式，并结合漏电阻和漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗；根据等效阻抗和等效容抗计算接地故障定位指示角；通过定子接地故障三相对地电压录波数据计算故障后的基波零序电压，基于接地故障定位指示角、故障后的基波零序电压和故障相的分支电势，通过图解法计算出接地故障位置。该方法考虑多种参数对故障定位的影响，基于图解法可以将故障定位至具体的故障线棒，提高故障定位的精确性。

Description

基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法
技术领域
本申请涉及大型发电机的设计制造和电力系统主设备的继电保护技术领域，尤其涉及一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法。
背景技术
目前，大型发电机的普及率逐渐提高，大型发电机在实际运行过程中可能会发生故障，其中，定子单相接地故障是大型发电机定子绕组绝缘破坏最常见的故障，发生该故障时会损坏发电机的定子线棒或铁心。而随着发电机组单机容量的不断增大，发电机额定电压和每相对地电容也随之增大，某些发电机的对地电容电流已高达50A以上，因此必须通过接地变压器的优化设计，来补偿电容电流，以减小接地故障电流，从而有利于发电机的安全运行。
然而，一旦发生定子接地故障(其发生概率较高)，接地故障电流的减小必然增大现场故障排查的难度，而目前大型发电机动辄上千根线棒，定位故障和检修的难度更大。相关技术中的发电机定子接地故障定位方法考虑的因素较少，缺乏准确的定位计算方法，因此故障定位结果存在较大的误差。
因此，如何优化大型发电机定子接地故障的定位方式，实现定子接地故障的精确定位成为目前亟需解决的问题。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法，该方法考虑多种参数对故障定位的影响，基于图解法可以将故障定位至具体的故障线棒，提高故障定位的精确性，有利于缩短故障检修的时间。
本申请的第二个目的在于提出一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化系统；
本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达上述目的，本申请的第一方面实施例在于提出一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法，该方法包括以下步骤：
获取待处理的发电机的接地变压器的漏电阻和漏电抗，并确定所述发电机的故障相；
将所述故障相对应的基波零序等值电路中故障点到发电机中性点之间的电势转换为矢量形式，以改进基波零序等值回路，并结合所述漏电阻和所述漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗；
根据所述等效阻抗和所述等效容抗计算接地故障定位指示角；
通过定子接地故障三相对地电压录波数据计算故障后的基波零序电压，基于所述接地故障定位指示角、所述故障后的基波零序电压和所述故障相的分支电势，通过图解法计算出接地故障位置。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述通过图解法计算接地故障位置，包括：以所述故障相的分支电势为基准向量，结合所述接地故障定位指示角、所述故障后的基波零序电压确定目标向量，其中，所述目标向量与所述故障后的基波零序电压对应的向量的夹角，为所述接地故障定位指示角；确定所述目标向量与所述故障相的分支电势的交点，以所述交点为确定的所述接地故障位置。
可选地，在本申请的一个实施例中，在所述交点为多个时，该方法还包括：通过注入式定子接地保护测量获得过渡电阻的阻值；结合所述过渡电阻的阻值和多个所述交点确定所述接地故障位置。
可选地，在本申请的一个实施例中，通过以下公式计算所述故障后的基波零序电压：
其中，是故障后的基波零序电压，RNeq是等效阻抗，XCeq是等效容抗，rf是过渡电阻，/>是矢量化的故障点到发电机中性点之间的电势。
可选地，在本申请的一个实施例中，在所述通过图解法计算接地故障位置之后，还包括：根据所述发电机的定子绕组连接图，确定所述接地故障位置对应的故障线棒。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述确定所述发电机的故障相，包括：分析所述定子接地故障三相对地电压录波数据，确定发生定子接地故障后每相对地电压的变化情况；将所述对地电压发生下降的一相电路为所述故障相。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述结合所述漏电阻和所述漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗，包括：获取所述接地变压器在一次侧的电阻值和所述发电机三相对地容抗；通过以下公式计算所述等效阻抗和所述等效容抗：
其中，RK是接地变压器的漏电阻，XK是接地变压器的漏电抗，RN是接地变压器在一次侧的电阻，XC是发电机三相对地容抗。
为达上述目的，本申请的第二方面实施例还提出了一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化系统，包括以下模块：
获取模块，用于获取待处理的发电机的接地变压器的漏电阻和漏电抗，并确定所述发电机的故障相；
第一计算模块，用于将所述故障相对应的基波零序等值电路中故障点到发电机中性点之间的电势转换为矢量形式，以改进基波零序等值回路，并结合所述漏电阻和漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗；
第二计算模块，用于根据所述等效阻抗和所述等效容抗计算接地故障定位指示角；
第三计算模块，用于通过定子接地故障三相对地电压录波数据计算故障后的基波零序电压，基于所述接地故障定位指示角、所述故障后的基波零序电压和所述故障相的分支电势，通过图解法计算出接地故障位置。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述第三计算模块，具体用于：以所述故障相的分支电势为基准向量，结合所述接地故障定位指示角、所述故障后的基波零序电压确定目标向量，其中，所述目标向量与所述故障后的基波零序电压对应的向量的夹角，为所述接地故障定位指示角；确定所述目标向量与所述故障相的分支电势的交点，以所述交点为确定的所述接地故障位置。
为了实现上述实施例，本申请第三方面实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请首先准确获取发电机接地变压器的漏阻抗，并考虑不同形式定子绕组分支电势的构成与差异，将故障点到中心点的电势转换为若干个线圈电势的矢量和而非代数和，提高能够反映故障定位信息的基波零序电压的准确度；然后依据发电机和接地变自身参数，确定接地故障定位指示角，指明接地故障点的存在区域；最后依据图解法确定接地故障位置。由此，本申请考虑了发电机接地变漏阻抗和接地故障过渡电阻等多种参数对故障定位的影响，基于图解法可以将故障定位至具体的故障线棒，从而提高了定子接地故障定位的精确性，便于工作人员直接检修故障线棒，能够缩短故障检修的时间，提高故障检修效率，保证大型发电机稳定、可靠的运行。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提出的一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法的流程图；
图2为本申请实施例提出的一种发电机定子单相接地故障示意图；
图3为本申请实施例提出的一种定子接地故障机端三相对地电压录波资料示意图；
图4为本申请实施例提出的一种未考虑接地变漏阻抗的基波零序等值电路示意图；
图5为本申请实施例提出的一种包含接地变漏阻抗的基波零序等值电路示意图；
图6为本申请实施例提出的一种改进后的基波零序等值电路示意图；
图7为本申请实施例提出的一种基于图解法的故障定位相量示意图；
图8为本申请实施例提出的一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，相关技术中的大型水轮发电机定子接地故障定位方法，未考虑发电机接地变漏阻抗，并且受接地故障过渡电阻的干扰影响，而故障定位结果存在较大误差。为此，本申请提出了一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法，该方法基于图解法对定子接地故障定位进行了优化，提高了大型发电机定子接地故障定位精度。
下面参考附图描述本发明实施例所提出的一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法、系统。
图1为本申请实施例提出的一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，获取待处理的发电机的接地变压器的漏电阻和漏电抗，并确定发电机的故障相。
其中，故障相是发电机端定子三相电路中发生了接地故障的一相，比如，如图2所示，该场景下发生了发电机定子A相接地故障，该电路图中各参数的含义在后续进行描述。
具体的，本申请在进行定子接地故障定位时，还考虑了该发电机的接地变压器的漏阻抗，以复数形式表示为Rk+jXk。本申请先准确获取发电机接地变压器的漏阻抗，作为一种可能的实现方式，可以通过发电机接地变的设计说明书、接地变出厂试验报告和发电机铭牌参数等已有的准确数据，获取发电机接地变的漏阻抗。
进一步的，确定发电机的故障相。在本申请一个实施例中，确定发电机的故障相，包括先分析定子接地故障三相对地电压录波数据，确定发生定子接地故障后每相对地电压的变化情况，然后将对地电压发生下降的一相电路确定为故障相。
举例而言，图3为本申请实施例提出的一种定子接地故障机端三相对地电压录波资料示意图，图中横坐标为时间，纵坐标为各相对地电压。在本实施例中根据对现场接地故障案例的录波资料的分析比较可知，接地故障发生后，B相对地电压下降，而A相和C相对地电压上升，从而判断接地故障相为B相。
步骤S102，将故障相对应的基波零序等值电路中故障点到发电机中性点之间的电势转换为矢量形式，以改进基波零序等值回路，并结合漏电阻和漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗。
在本申请实施例中，根据发电机定子绕组连接图，确定故障相支路的分支基波电势的分布特征，将传统基波零序等值电路中故障点到发电机中性点之间的电势(其中，假设A相发生接地故障，/>是A相电势的向量，α为故障点到中性点的线圈匝数占每相绕组串联匝数的百分比)转换为/>即，本申请不再忽略定子绕组各线圈电势之间的相位差，从而得到改进的基波零序等值回路。
具体而言，图4为相关故障定位技术中未考虑接地变漏阻抗的基波零序等值电路，而由于本申请在上一步骤中引入了接地变压器的漏电阻RK和漏电抗XK，因此基波零序等值电路变化为图5所示。进而，本步骤考虑不同形式定子绕组分支电势的构成与差异，将故障点到中心点的电势转换为若干个线圈电势的矢量和后，改进后的基波零序等值电路如图6所示。由此，本申请实施例根据图6所示的电路，可以准确计算出“自带”定位信息的基波零序电压
即，在本申请一个实施例中，可以通过以下公式计算故障后的基波零序电压：
其中，是故障后的基波零序电压，RNeq是等效阻抗，XCeq是等效容抗，rf是过渡电阻，/>是矢量化的故障点到发电机中性点之间的电势。
由此，本申请先确定了故障后的基波零序电压的计算方式，便于后续根据上述公式进行反推。该公式中的基波零序电压包含的/>即为故障定位信息。
进一步的，计算图6所示的改进后的基波零序等值电路中的等效阻抗RNeq和等效容抗XCeq。
在本申请一个实施例中，结合获取的漏电阻和漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗，包括先获取接地变压器在一次侧的电阻值RN和发电机三相对地容抗XC。这两个数据在图2所示的传统的定子接地故障定位方案中均有涉及，可以通过读取已有的数据获取。再通过以下公式计算等效阻抗述等效容抗：
其中，RK是接地变压器的漏电阻，XK是接地变压器的漏电抗，RN是接地变压器在一次侧的电阻，XC是发电机三相对地容抗。
步骤S103，根据等效阻抗和等效容抗计算接地故障定位指示角。
具体的，由于本申请先根据发电机和接地变的自身参数确定了上述的等效阻抗和等效容抗，进而根据等效阻抗和等效容抗确定接地故障定位指示角，该故障定位指示角可以指明接地故障点的存在区域。
在本申请一个实施例中，可以通过以下公式计算接地故障定位指示角：
θ＝arctg(RNeq/XCeq)
其中，θ为故障定位指示角，RNeq是等效阻抗，XCeq是等效容抗。
步骤S104，通过定子接地故障三相对地电压录波数据计算故障后的基波零序电压，基于接地故障定位指示角、故障后的基波零序电压和故障相的分支电势，通过图解法计算出接地故障位置。
具体的，本申请在根据定子接地故障三相对地电压录波数据确定故障相后，还可分析三相对地电压录波数据，以故障相电势为基准向量，求得故障后的基波零序电压
继续参照图3所示的示例，在该场景下确定故障相为B相后，根据发电机定子绕组连接方式，可得B相分支电势分布。再以B相电势为基准向量：可得到故障后的基波零序电压的向量形式。
进一步的，根据获取的接地故障定位指示角、故障后的基波零序电压和故障相的分支电势，通过图解法计算出接地故障位置。
在本申请一个实施例中，通过图解法计算接地故障位置，包括：以故障相的分支电势为基准向量，结合接地故障定位指示角、故障后的基波零序电压确定目标向量，其中，目标向量与故障后的基波零序电压对应的向量的夹角为接地故障定位指示角。然后，确定目标向量与故障相的分支电势的交点，以该交点为确定的接地故障位置。
在本实施例中，将接地故障定位抽象成寻找目标向量所在直线与分支电势的交点问题，根据不同形式定子绕组分支电势的构成特点，如果上述交点有且只有一个，则不需要知道过渡电阻值便可准确定位故障。
可以理解的是，实际应用中，由于故障相的分支电势是多个线圈矢量电势的叠加，即故障相的分支电势可能为曲线，则直线与曲线的交点可能具有多个，在该种情况下本申请实施例则结合注入式定子接地保护测量得到的过渡电阻阻值来解决存在的“多解”问题。具体是在得到的交点为多个时，还包括：通过注入式定子接地保护测量获得过渡电阻的阻值，结合过渡电阻的阻值和多个交点确定接地故障位置。
进一步的，为了进一步提高故障定位的精确性和直观性，在本申请一个实施例中，在通过图解法计算接地故障位置之后，还包括：根据发电机的定子绕组连接图，确定接地故障位置对应的故障线棒，从而提高定位精度至故障线棒，能够大大缩短故障检修的时间。
综上所述，本申请实施例的基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法，首先准确获取发电机接地变压器的漏阻抗，并考虑不同形式定子绕组分支电势的构成与差异，将故障点到中心点的电势转换为若干个线圈电势的矢量和而非代数和，提高能够反映故障定位信息的基波零序电压的准确度；然后依据发电机和接地变自身参数，确定接地故障定位指示角，指明接地故障点的存在区域；最后依据图解法确定接地故障位置。由此，该方法考虑了发电机接地变漏阻抗和接地故障过渡电阻等多种参数对故障定位的影响，基于图解法可以将故障定位至具体的故障线棒，从而提高了定子接地故障定位的精确性，便于工作人员直接检修故障线棒，能够缩短故障检修的时间，提高故障检修效率，保证大型发电机稳定、可靠的运行。
基于上述实施例，为了更加清楚地说明本申请的基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法的实施流程，下面以一个具体的对某水电站的一台发电机的接地故障进行定位的实施例进行详细说明。
在本实施例中，先获取表1所示的该发电机的铭牌参数：
表1
本实施例通过获取上述铭牌参数以及其他已有的文件数据，确定发电机定子绕组每相对地电容为3.7μF，机端断路器(GCB)主变侧单相接地电容值为0.26μF、发电机侧单相接地电容值为0.13μF。
首先根据上述铭牌参数中的接地变的变比，将接地变漏阻抗及接地电阻折算到一次侧可得：
RK＝69.7Ω、XK＝333.5Ω、RN＝126.0Ω、XC＝286.5Ω。需要说明的是，本实施例中各参数的含义与上述实施例中含义相同，此处不再赘述。
进一步的，推算改进型基波零序等值电路中的等效阻抗和容抗如下所示：
然后，确定故障相和故障后的基波零序电压。作为一种示例，继续参照图3所示，根据对现场接地故障案例录波资料的分析，判断接地故障相为B相。根据发电机定子绕组连接方式，可得B相分支电势分布。再以B相电势为基准向量：可得：
进而，通过图解法计算出接地故障位置。此处以A相电势为故障相作为示例，根据图7所示的故障定位相量示意图，采用图解法，为故障后基波零序电压，由于/>θ和基准向量/>已知，则可以得到向量/>向量/>与向量/>相位相差θ就是故障定位指示角，则将接地故障定位则抽象成寻找向量/>所在直线与分支电势/>的交点问题。
在该过程中假设过渡电阻值未知，计算过程中，设置过渡电阻从零还是逐渐增大，则|Z|随之增大，直至与相交，交点就是故障点α。若基波零序电压/>呈直线分布，则交点只有一个，不需要知道过渡电阻便可以准确定位。
通过图解法可以得到接地故障位置：72.4％。该数值可以通过计算向量的模占/>的比例计算得到，可以理解的是，由于发电机定子绕组连接方式是确定的，该比例也表示电势的比例，可以在发电机定子绕组中确定对应的故障线棒位置，即实际发生故障的位置。
进而，对上述实施例中步骤S102所示的故障后的基波零序电压的计算公式进行变形，可以得到如下公式：
由此，可以进一步求解过渡电阻值：rf＝20Ω。
再进一步的，根据发电机定子绕组连接图，结合下述表2的线棒设置表格，可以确定具体的故障位置对应为表中的178槽上层线棒到154槽下层线棒：
表2
-309 -285 -261 -237 -213 -189 -165 -141
154 178 202 226 250 274 298 322
-335 -311 -287 -263 -239 -215 -191 -167
180 204 228 252 276 300 324 348
为了验证本申请定位方法的准确性，通过人工检测等方式确定实际故障位置，再将本申请的图解法的计算结果与实际故障位置进行对比，得到如下表3所示的定位结果：
表3
项目 实际值 定位计算值
故障位置 178槽上层线棒 178槽上层线棒到154槽下层线棒
过渡电阻值 15Ω 20Ω
由此可以看出，本申请基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法，定位精度较高，能够满足实际需要。
需要说明的是，通过相关技术中的注入式定子接地保护测量得到的过渡电阻阻值可知，过渡电阻阻值存在一个变化过程，从而严重干扰了传统接地故障定位方法的准确度，它判断为发电机机端发生了接地故障。而本申请提出的图解法则很好地规避了过渡电阻阻值变化的影响，当相关交点有且只有一个时，不需要知道过渡电阻便可以准确定位，并能够进一步准确计算出过渡电阻的稳态值。当交点为多个时，则需要结合注入式定子接地保护测量得到的过渡电阻阻值来解决存在的“多解”问题。
由此，本申请实施例的定子接地故障定位优化方法可以提高定位精度至故障线棒，从而大大缩短故障检修的时间，给电厂带来显著的直接和间接经济效益。
需要说明的是，本实施例的方法中各步骤的具体实现方式还可参照上述实施例的相关描述，实现原理类似，此处不再赘述。
为了实现上述实施例，本申请还提出了一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化系统，图8为本申请实施例提出的一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化系统的结构示意图，如图8所示，该系统包括：获取模块100、第一计算模块200、第二计算模块300和第三计算模块400。
其中，获取模块100，用于获取待处理的发电机的接地变压器的漏电阻和漏电抗，并确定发电机的故障相。
第一计算模块200，用于将故障相对应的基波零序等值电路中故障点到发电机中性点之间的电势转换为矢量形式，以改进基波零序等值回路，并结合漏电阻和漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗。
第二计算模块300，用于根据等效阻抗和等效容抗计算接地故障定位指示角。
第三计算模块400，用于通过定子接地故障三相对地电压录波数据计算故障后的基波零序电压，基于接地故障定位指示角、故障后的基波零序电压和故障相的分支电势，通过图解法计算出接地故障位置。
可选的，在本申请一个实施例中，第三计算模块400，具体用于：以故障相的分支电势为基准向量，结合接地故障定位指示角、故障后的基波零序电压确定目标向量，其中，目标向量与故障后的基波零序电压对应的向量的夹角，为接地故障定位指示角；确定目标向量与故障相的分支电势的交点，以交点为确定的接地故障位置。
可选的，在本申请一个实施例中，在交点为多个时，第三计算模块400，还用于：通过注入式定子接地保护测量获得过渡电阻的阻值；结合过渡电阻的阻值和多个交点确定接地故障位置。
可选的，在本申请一个实施例中，第一计算模块200还通过以下公式计算故障后的基波零序电压：
其中，是故障后的基波零序电压，RNeq是等效阻抗，XCeq是等效容抗，rf是过渡电阻，/>是矢量化的故障点到发电机中性点之间的电势。
可选的，在本申请一个实施例中，第三计算模块400，还用于：根据发电机的定子绕组连接图，确定接地故障位置对应的故障线棒。
可选的，在本申请一个实施例中，获取模块100具体用于：分析定子接地故障三相对地电压录波数据，确定发生定子接地故障后每相对地电压的变化情况；将对地电压发生下降的一相电路为故障相。
可选的，在本申请一个实施例中，第一计算模块200，具体用于：获取接地变压器在一次侧的电阻值和发电机三相对地容抗；通过以下公式计算等效阻抗和等效容抗：
其中，RK是接地变压器的漏电阻，XK是接地变压器的漏电抗，RN是接地变压器在一次侧的电阻，XC是发电机三相对地容抗。
需要说明的是，前述对基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法的实施例的解释说明也适用于该实施例的系统，此处不再赘述
综上所述，本申请实施例的基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化系统，首先准确获取发电机接地变压器的漏阻抗，并考虑不同形式定子绕组分支电势的构成与差异，将故障点到中心点的电势转换为若干个线圈电势的矢量和而非代数和，提高能够反映故障定位信息的基波零序电压的准确度；然后依据发电机和接地变自身参数，确定接地故障定位指示角，指明接地故障点的存在区域；最后依据图解法确定接地故障位置。由此，该系统考虑了发电机接地变漏阻抗和接地故障过渡电阻等多种参数对故障定位的影响，基于图解法可以将故障定位至具体的故障线棒，从而提高了定子接地故障定位的精确性，便于工作人员直接检修故障线棒，能够缩短故障检修的时间，提高故障检修效率，保证大型发电机稳定、可靠的运行。
为了实现上述实施例，本申请还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任一所述的基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待处理的发电机的接地变压器的漏电阻和漏电抗，并确定所述发电机的故障相；
将所述故障相对应的基波零序等值电路中故障点到发电机中性点之间的电势转换为矢量形式，以改进基波零序等值回路，并结合所述漏电阻和所述漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗；
根据所述等效阻抗和所述等效容抗计算接地故障定位指示角；
通过定子接地故障三相对地电压录波数据计算故障后的基波零序电压，基于所述接地故障定位指示角、所述故障后的基波零序电压和所述故障相的分支电势，通过图解法计算出接地故障位置；所述通过图解法计算接地故障位置包括：以所述故障相的分支电势为基准向量，结合所述接地故障定位指示角、所述故障后的基波零序电压确定目标向量，确定所述目标向量与所述故障相的分支电势的交点，以所述交点为确定的所述接地故障位置，其中，所述目标向量与所述故障后的基波零序电压对应的向量的夹角，为所述接地故障定位指示角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述交点为多个时，还包括：
通过注入式定子接地保护测量获得过渡电阻的阻值；
结合所述过渡电阻的阻值和多个所述交点确定所述接地故障位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下公式计算所述故障后的基波零序电压：
其中，是故障后的基波零序电压，RNeq是等效阻抗，XCeq是等效容抗，rf是过渡电阻，是矢量化的故障点到发电机中性点之间的电势。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过图解法计算接地故障位置之后，还包括：
根据所述发电机的定子绕组连接图，确定所述接地故障位置对应的故障线棒。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述发电机的故障相，包括：
分析所述定子接地故障三相对地电压录波数据，确定发生定子接地故障后每相对地电压的变化情况；
将所述对地电压发生下降的一相电路为所述故障相。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述结合所述漏电阻和所述漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗，包括：
获取所述接地变压器在一次侧的电阻值和所述发电机三相对地容抗；
通过以下公式计算所述等效阻抗和所述等效容抗：
其中，RK是接地变压器的漏电阻，XK是接地变压器的漏电抗，RN是接地变压器在一次侧的电阻，XC是发电机三相对地容抗。
7.一种基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待处理的发电机的接地变压器的漏电阻和漏电抗，并确定所述发电机的故障相；
第一计算模块，用于将所述故障相对应的基波零序等值电路中故障点到发电机中性点之间的电势转换为矢量形式，以改进基波零序等值回路，并结合所述漏电阻和所述漏电抗计算改进后的基波零序等值回路的等效阻抗和等效容抗；
第二计算模块，用于根据所述等效阻抗和所述等效容抗计算接地故障定位指示角；
第三计算模块，用于通过定子接地故障三相对地电压录波数据计算故障后的基波零序电压，基于所述接地故障定位指示角、所述故障后的基波零序电压和所述故障相的分支电势，通过图解法计算出接地故障位置；所述通过图解法计算接地故障位置包括：以所述故障相的分支电势为基准向量，结合所述接地故障定位指示角、所述故障后的基波零序电压确定目标向量，确定所述目标向量与所述故障相的分支电势的交点，以所述交点为确定的所述接地故障位置，其中，所述目标向量与所述故障后的基波零序电压对应的向量的夹角，为所述接地故障定位指示角。
8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的基于图解法的大型发电机定子接地故障定位优化方法。
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