CN209267158U - 一种发电机电压互感器断线的保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种发电机电压互感器断线的保护装置，其特征在于：包括专用保护器和静止变频器SFC，专用保护器具有二路检测信号输入端、电压比较单元、逻辑判断单元和信号输端；每路检测信号输入端对应一组发电机电压互感器；电压比较单元具四个信号输出端，电压比较单元的每个信号输出端各连接一个逻辑判断单元的一个信号输入端；逻辑判断单元包括四个与门芯片，四个与门芯片各有一个信号输入端连接电压比较单元的一个信号输出端，四个与门芯片各有另一个信号输入端连接静止变频器SFC2的信号输出端；信号输端包括TV1异常信号输出端和TV2异常信号输出端。具有结构简单、实时监测发现电压互感器、防止保护错误动作和安全可靠等实质性特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电机电压互感器断线的保护装置，是一种适用于燃气发电机组的发电机电压互感器断线保护。属于发电工业及附属设备技术领域。
背景技术
目前，大型燃机电厂在我国属于新型企业，很多附属设备的设计安装并没有成熟经验，都是参照传统的燃煤电厂进行，常规燃煤电厂不需要变频器拖动启机，所以发电机的电压互感器(TV)断线保护采用电压平衡原理，比较机端电压互感器(TV)和匝间保护专用电压互感器(TV)这两组电压互感器(TV)的数据，线电压差大于一个设定值时就报告电压低的那组电压互感器(TV)断线，闭锁相应的保护出口。然而这种成熟的设计在燃机的变频启动期间并不适用，某燃机电厂就曾经出现过几次匝间保护误动的事件，原因是启机期间，发电机定子电压较低且含有谐波分量，容易引发电压互感器的保险熔断，又因为发电机运行电压低，保险熔断后电压互感器(TV)线电压差达不到电压互感器(TV)断线保护的定值，故无法闭锁匝间保护。因此，采用现有电压平衡方式对电压互感器(TV)断线保护存在如下问题：(1)保险熔断后电压互感器(TV)线电压差达不到电压互感器(TV)断线保护的定值，无法闭锁匝间保护；(2)容易产生保护误动作，容易因电网波动或区外故障引起误判发电机TV断线、易发生及扩大安全事故。
为防止这种情况发生，需要改进保护判据，根据启动刀闸的分合设置分段TV断线保护定值，在启机过程中，用低定值，及时发现TV断线并闭锁相关保护，防止保护错误动作；在机组并网运行时，切换到高定值，防止因电网波动或区外故障引起误判发电机TV断线，闭锁相关保护，导致保护拒绝动作而扩大事故范围。
实用新型内容
本实用新型的目的，是为了提供一种发电机电压互感器的断线保护装置。该装置具有结构简单、及时发现电压互感器断线并闭锁相关保护、防止保护错误动作、防止因电网波动或区外故障引起误判发电机电压互感器断线和安全可靠等实质性特点和技术进步。
本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种发电机电压互感器断线保护装置，其结构特点在于：包括专用保护器和静止变频器SFC，专用保护器具有二路检测信号输入端、电压比较单元、逻辑判断单元和信号输端；每路检测信号输入端对应一组发电机电压互感器、以输入该组发电机电压互感器的ab、bc、ca三相电压；所述ab、bc、ca三相电压输入电压比较单元的输入端，电压比较单元具四个信号输出端，电压比较单元的每个信号输出端各连接一个逻辑判断单元的一个信号输入端；逻辑判断单元包括四个与门芯片，四个与门芯片各有一个信号输入端连接电压比较单元的一个信号输出端，四个与门芯片各有另一个信号输入端连接静止变频器SFC2的信号输出端；信号输端包括TV1异常信号输出端和TV2异常信号输出端，TV1异常信号输出端连接与门之一、与门之三信号输出端，TV2异常信号输出端连接与门之二、与门之四信号输出端，构成二组发电机电压互感器的端电压逻辑判断结构。
本实用新型的目的还可以通过采取如下技术方案达到：
进一步地，电压比较单元具有两组若干比较电路，该比较电路由比较器芯片或分立电子电路构成，用于比较二组电压互感器的相间电压之差U2ab-U1ab、U2bc-U2bc、U2ca-U1ca，以得到电压比较结果是否大于低定值U1或是否大于高定值U2；电压比较单元具有二个低定值信号输出端和二个高定值信号输出端，二个低定值信号输出端分别连接与门芯片之一、之二的信号输入端之一，二个高定值信号输出端分别连接与门芯片之三、之四的信号输入端之一；静止变频器SFC的刀闸闭合信号输出端连接与门芯片之一、之二的信号输入端之二，构成低定值U1发电机电压互感器断线保护回路；静止变频器SFC的刀闸断开信号输出端连接与门芯片之三、之四的信号输入端之二，构成高定值U2发电机电压互感器通电保护回路；所述电压比较单元比较二组电压互感器的相间电压之差U2ab-U1ab、U2bc-U2bc、U2ca-U1ca，逻辑判断单元根据静止变频器SFC的刀闸分合状态接点，判断发电机组在启动过程中或是发电机组在并网运行过程中，以根据二组电压互感器的相间电压之差为低定值U1或高定值U2来发出断线保护信号。
本实用新型具有如下突出的实质性特点和显著技术进步：
1、本实用新型发由于设置发电机电压互感器断线保护的专用保护装置和静止变频器SFC，根据静止变频器SFC刀闸的分合状态区分发电机是否处于变频启动期间，设定在不同期间电压互感器TV断线保护定值；在发电机组启动过程中，静止变频器SFC的刀闸闭合，用低定值U1；在发电机组并网运行时，静止变频器SFC的刀闸断开，切换到高定值U2；在发电机组启机过程中，采用低定值U1以及时发现电压互感器TV断线并闭锁发电机电压互感器匝间保护及启/停机保护，防止保护错误动作；在机组并网运行时，切换到高定值U2，以防止因电网波动或区外故障引起误判发电机电压互感器TV断线，闭锁发电机电压互感器的匝间保护及启/停机保护；因此能够解决现有电压平衡方式对电压互感器TV断线保护存在容易产生保护误动作、容易因电网波动或区外故障引起误判发电机TV断线、易发生及扩大安全事故的问题，具有结构简单、实时监测发现电压互感器是否断线并闭锁相关保护、防止保护错误动作和安全可靠等实质性特点和技术进步。
2、本实用新型利用微机保护装置原有硬件及开入接点，无需增加投资，无需增加外部接线，能有效降低燃机发电机组在变频启动期间的跳机风险，其保护逻辑更加完善，更有力的保障了机组的安全运行。
附图说明
图1本实用新型具体实施例1的断线保护逻辑框图。
图2现有技术的电压平衡式TV断线逻辑框图。
具体实施方式
具体实施例1：
参照图1，本具体实施例1涉及的发电机电压互感器断线保护装置，其包括专用保护器1和静止变频器SFC2，专用保护器1具有二路检测信号输入端1-1、电压比较单元1-2、逻辑判断单元1-3和信号输端1-4；每路检测信号输入端1-1对应一组发电机电压互感器、以输入该组发电机电压互感器的ab、bc、ca三相电压；所述ab、bc、ca三相电压输入电压比较单元1-2的输入端，电压比较单元1-2具四个信号输出端，电压比较单元1-2的每个信号输出端各连接一个逻辑判断单元1-3的一个信号输入端；逻辑判断单元1-3包括四个与门芯片，四个与门芯片各有一个信号输入端连接电压比较单元1-2的一个信号输出端，四个与门芯片各有另一个信号输入端连接静止变频器SFC2的信号输出端；信号输端1-4包括TV1异常信号输出端和TV2异常信号输出端，TV1异常信号输出端连接与门之一、与门之三信号输出端，TV2异常信号输出端连接与门之二、与门之四信号输出端，构成二组发电机电压互感器的端电压逻辑判断结构。
本实施例中：
电压比较单元1-2具有两组若干比较电路，该比较电路由比较器芯片或分立电子电路构成，用于比较二组电压互感器的相间电压之差U2ab-U1ab、U2bc-U2bc、U2ca-U1ca，以得到电压比较结果是否大于低定值U1或是否大于高定值U2；电压比较单元1-2具有二个低定值信号输出端和二个高定值信号输出端，二个低定值信号输出端分别连接与门芯片之一、之二的信号输入端之一，二个高定值信号输出端分别连接与门芯片之三、之四的信号输入端之一；静止变频器SFC的刀闸闭合信号输出端连接与门芯片之一、之二的信号输入端之二，构成低定值U1发电机电压互感器断线保护回路；静止变频器SFC2的刀闸断开信号输出端连接与门芯片之三、之四的信号输入端之二，构成高定值U2发电机电压互感器通电保护回路；所述电压比较单元1-2比较二组电压互感器的相间电压之差U2ab-U1ab、U2bc-U2bc、U2ca-U1ca，逻辑判断单元1-3根据静止变频器SFC的刀闸分合状态接点，判断发电机组在启动过程中或是发电机组在并网运行过程中，以根据二组电压互感器的相间电压之差为低定值U1或高定值U2来发出断线保护信号。
所述断线保护装置为WFB-800A系列微机型发变组成套保护装置，该成套保护装置的发电机电压互感器TV断线保护功能如下：通过比较两组电压互感器TV二次侧的电压，当第一组电压互感器TV的任一相线电压大于第二组电压互感器TV的该相电压10V，则瞬时发出第二组电压互感器TV断线的告警信号，并闭锁相关用到第二组电压互感器TV的保护；当第二组电压互感器TV的任一相线电压大于第一组电压互感器TV的该相电压10V，则瞬时发出第一组电压互感器TV断线的告警信号，并闭锁相关用到第一组电压互感器TV的保护，防止保护误动作。
所述的WFB-800A系列微机型发变组成套保护装置为常规技术的微机型发变组成套保护装置，所述比较电路由常规技术的比较器芯片或常规技术的分立电子电路构成；静止变频器SFC2为常规技术的静止变频器SFC；所述逻辑判断单元1-3的四个与门芯片为常规技术的与门集成电路芯片。
本实施例对发电机电压互感器进行断线保护时，
1)在发电机的电压互感器TV的电压输入端设置断线保护装置，该断线保护装置通过静止变频器SFC与电压互感器TV的电压输入端电连接；
2)设置电压互感器TV的断线保护定值，具体是：将所述静止变频器SFC的刀闸在合闸时其输出端电压值U1，设为低定值；将所述静止变频器SFC的刀闸在分闸时其输出端电压值U2，设为高定值；测量所述电压互感器TV的输入端电压，当所述电压互感器TV的输入端电压为U1时，说明静止变频器SFC的刀闸处于闭合状态，应断线保护；当所述电压互感器TV的输入端电压为U2时，说明发电机组并网运行时，静止变频器SFC的刀闸断开，发电机处于变频启动及并网运行。
进一步地，在发电机组启机过程中，采用电压互感器TV的端电压为低定值U1判断原则，以及时发现电压互感器TV断线并闭锁发电机电压互感器匝间保护及启/停机保护，防止保护错误动作；在机组并网运行时，切换到高定值U2，以防止因电网波动或区外故障引起误判发电机电压互感器TV断线，闭锁发电机电压互感器的匝间保护及启/停机保护。
进一步地，所述静止变频器SFC的刀闸分合状态接点，用于区分发电机是否处于变频启动期间，在发电机组启动过程中，静止变频器SFC的刀闸闭合，用低定值U1，低定值U1可以为10V-100V；在发电机组并网运行时，静止变频器SFC的刀闸断开，切换到高定值U2，高定值U2可以为120V-220V；或者U1、U2两个定值根据现场实际运行参数进行整定。
进一步地，所述断线保护装置为WFB-800A系列微机型发变组成套保护装置，该成套保护装置的发电机电压互感器TV断线保护功能如下：通过比较两组电压互感器TV二次侧的电压，当第一组电压互感器TV的任一相线电压大于第二组电压互感器TV的该相电压10V，则瞬时发出第二组电压互感器TV断线的告警信号，并闭锁相关用到第二组电压互感器TV的保护；当第二组电压互感器TV的任一相线电压大于第一组电压互感器TV的该相电压10V，则瞬时发出第一组电压互感器TV断线的告警信号，并闭锁相关用到第一组电压互感器TV的保护，防止保护误动作。
本实施例在实际应用中，发变组保护采用许继电气公司生产的WFB-800A系列微机型发变组成套保护装置，该微机保护原来内部设计的发电机TV断线保护原理如下，电压平衡式TV断线的判别是通过比较两组电压互感器二次侧的电压，当第一组TV的任一相线电压大于第二组TV的该相电压10V，则瞬时发出第二组TV断线的告警信号，并闭锁相关用到第二组TV的保护；当第二组TV的任一相线电压大于第一组TV的该相电压10V，则瞬时发出第一组TV断线的告警信号，并闭锁相关用到第一组TV的保护，防止保护误动作。
本实用新型的新型TV断线保护引入了SFC(静止变频器)刀闸的分合状态接点，用于区分发电机是否处于变频启动期间，在不同期间采用不同的TV断线保护定值。在启机过程中，用低定值U1，及时发现TV断线并闭锁相关保护(如匝间保护、启停机保护)，防止保护错误动作；在机组并网运行时，切换到高定值U2，防止因电网波动或区外故障引起误判发电机TV断线，闭锁相关保护，导致保护拒绝动作而扩大事故范围。U1、U2两个定值均可根据现场实际运行参数进行整定。本实用新型利用微机保护装置原有硬件及开入接点，无需增加投资，无需增加外部接线，能有效降低燃机发电机组在变频启动期间的跳机风险，其保护逻辑更加完善，更有力的保障了机组的安全运行。
本实用新型可以解决燃机电厂变频启动过程中，发电机定子电压较低且含有谐波分量，容易引发电压互感器的保险熔断，又因为发电机运行电压低，保险熔断后TV线电压差达不到TV断线保护的定值，故无法闭锁相关保护导致保护误动跳机。本实用新型提供一种适用于燃气发电机组特性的新型发电机电压互感器断线保护。
Claims (2)
1.一种发电机电压互感器断线保护装置，其特征在于：包括专用保护器(1)和静止变频器SFC2，专用保护器(1)具有二路检测信号输入端(1-1)、电压比较单元(1-2)、逻辑判断单元(1-3)和信号输端(1-4)；每路检测信号输入端(1-1)对应一组发电机电压互感器、以输入该组发电机电压互感器的ab、bc、ca三相电压；所述ab、bc、ca三相电压输入电压比较单元(1-2)的输入端，电压比较单元(1-2)具四个信号输出端，电压比较单元(1-2)的每个信号输出端各连接一个逻辑判断单元(1-3)的一个信号输入端；逻辑判断单元(1-3)包括四个与门芯片，四个与门芯片各有一个信号输入端连接电压比较单元(1-2)的一个信号输出端，四个与门芯片各有另一个信号输入端连接静止变频器SFC2的信号输出端；信号输端(1-4)包括TV1异常信号输出端和TV2异常信号输出端，TV1异常信号输出端连接与门之一、与门之三信号输出端，TV2异常信号输出端连接与门之二、与门之四信号输出端，构成二组发电机电压互感器的端电压逻辑判断结构。
2.根据权利要求1所述的一种发电机电压互感器断线保护装置，其特征在于：电压比较单元1-2具有两组若干比较电路，该比较电路由比较器芯片或分立电子电路构成，用于比较二组电压互感器的相间电压之差U2ab-U1ab、U2bc-U2bc、U2ca-U1ca，以得到电压比较结果是否大于低定值U1或是否大于高定值U2；电压比较单元(1-2)具有二个低定值信号输出端和二个高定值信号输出端，二个低定值信号输出端分别连接与门芯片之一、之二的信号输入端之一，二个高定值信号输出端分别连接与门芯片之三、之四的信号输入端之一；静止变频器SFC的刀闸闭合信号输出端连接与门芯片之一、之二的信号输入端之二，构成低定值U1发电机电压互感器断线保护回路；静止变频器SFC的刀闸断开信号输出端连接与门芯片之三、之四的信号输入端之二，构成高定值U2发电机电压互感器通电保护回路；所述电压比较单元(1-2)比较二组电压互感器的相间电压之差U2ab-U1ab、U2bc-U2bc、U2ca-U1ca，逻辑判断单元(1-3)根据静止变频器SFC的刀闸分合状态接点，判断发电机组在启动过程中或是发电机组在并网运行过程中，以根据二组电压互感器的相间电压之差为低定值U1或高定值U2来发出断线保护信号。
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