用于静态起动器电路的接地故障检测的系统和方法与流程

背景技术：

1、本文所公开的主题一般涉及静态起动器电路，并且更具体地，涉及用于确定静态起动器电路中的故障的系统和方法。

2、在一些燃气涡轮系统中，燃气涡轮可以被启动并加速到理想的速度曲线。速度曲线可以为燃气涡轮提供理想的启动条件。速度曲线可以包含可由诸如负载换相逆变器(load commutated inverter，lci)系统的系统提供给发电机的速度，电流与时间，电压与时间和/或功率与时间的详细信息，以及与启动发电机和燃气涡轮系统相关的其他详细信息。在这种应用中，静态起动器系统可以与用作同步电动机的发电机结合设置，该发电机可以可操作地耦合到燃气涡轮的轴。在燃气涡轮系统的启动过程中，静态起动器系统可以输送可变频率电流以驱动和控制发电机(例如，通过调制励磁机磁场电压和/或定子电流)，反过来，发电机又驱动燃气涡轮的主轴旋转。当燃气涡轮进入正常(例如，自维持)操作时，静态起动器系统可与发电机分离并且电气断开。改进静态起动器系统中的故障检测(包括接地故障检测)可能是有用的。

技术实现思路

1、在一个实施方案中，一种系统包括一种接地故障检测系统。该接地故障检测系统包括线性滤波器，该线性滤波器被配置为在静态起动器系统的操作期间从静态起动器系统接收一个或多个信号并且产生线性滤波器输出。该接地故障检测系统还包括整流器，该整流器被配置为整流该线性滤波器输出并且产生整流器输出，和增益系统，该增益系统被配置为将整流器输出乘以因子以产生增益输出。该接地故障检测系统还包括故障指示器系统，该故障指示器系统被配置为基于该增益输出指示接地故障，其中，该接地故障检测系统被配置为基于该接地故障命令动作。

2、在另一个实施方案中，一种系统包括燃气轮机，发电机和静态起动器系统。该静态起动器被配置为提供可变频率ac信号以在燃气涡轮的启动过程中驱动发电机。该系统还包括接地故障检测系统，该接地故障检测系统被配置为在静态起动器系统的操作期间从静态起动器系统接收一个或多个信号并且线性滤波一个或多个信号以产生线性滤波器输出。该接地故障检测系统还被配置为整流线性滤波器输出以产生整流输出，和将增益施加到整流输出以产生增益输出。该接地故障检测系统还被配置为从增益输出导出均值以产生均值输出并且基于均值输出检测接地故障，其中，接地故障检测系统被配置为基于接地故障命令动作。

3、在又一个实施方案中，一种方法包括在静态起动器系统的操作期间从静态起动器系统接收一个或多个信号并且线性滤波一个或多个信号以产生线性滤波器输出。该方法还包括整流线性滤波器输出以产生整流输出，和将增益施加到整流输出以产生增益输出。该方法还包括基于增益输出检测接地故障，和基于对接地的检测故障跳闸系统。

技术特征：

1.一种接地故障检测系统(36)，包括：

2.根据权利要求1所述的接地故障检测系统(36)，其中，所述线性滤波器(72)包括极点和零点，所述极点和所述零点被调谐以允许来自所述输入的选定频率分量，其中，所述因子包括

3.根据权利要求2所述的接地故障检测系统(36)，其中，所述选定频率分量在负载频率的2倍至5倍之间，并且其中，所述输入包括伪中性点电压(false neutral voltage，fnv)信号，或者其中，所述线性滤波器(72)包括双二阶滤波器。

4.根据权利要求3所述的接地故障检测系统(36)，其中，所述线性滤波器(72)包括连续时间传递函数、离散时间传递函数或它们的组合。

5.根据权利要求1所述的接地故障检测系统(36)，包括均值\积分器系统，所述均值\积分器系统被配置为接收所述增益输出并且向所述故障指示器系统(80)提供均值输出，和/或被配置为对一段时间内的所述增益输出进行积分并且等待至少2个周期，以向所述故障指示器系统(80)提供故障指示输出。

6.根据权利要求1所述的接地故障检测系统(36)，其中，所述静态起动器系统(16)包括功率模块(40)，所述功率模块包括直流(direct current，dc)链路电抗器(32)。

7.根据权利要求6所述的接地故障检测系统(36)，其中，所述功率模块(40)包括一个或多个源桥式变换器(42,44)、一个或多个负载电桥(46)或至少两个总线(48)，并且其中，所述一个或多个信号从所述一个或多个源桥式变换器(42,44)、所述一个或多个负载电桥(46)或所述至少两个总线(48)输入。

8.根据权利要求1所述的接地故障检测系统(36)，其中，所述动作包括跳闸所述静态起动器系统(16)、电耦合到所述静态起动器系统(16)的外部系统或它们的组合。

9.根据权利要求1所述的接地故障检测系统(36)，其中，所述静态起动器系统(16)电耦合到发电机(14)，所述发电机(14)机械耦合到涡轮系统(12)，并且其中，所述静态起动器系统(16)被配置为经由所述发电机(14)参与启动所述涡轮系统(12)。

10.一种方法，包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，线性滤波(72)包括施加极点和零点，所述极点和所述零点被调谐以允许来自所述一个或多个信号的输入的选定频率分量，以产生所述线性滤波器输出。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，线性滤波(72)包括施加连续时间传递函数离散时间传递函数或它们的组合，线性滤波被配置为允许2倍至5倍之间的负载频率。

13.根据权利要求10所述的方法，包括，从所述增益输出导出(78)均值和/或积分值以产生均值输出或积分值输出，其中，检测(80)所述接地故障基于所述均值输出和/或所述积分值输出。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述静态起动器系统(16)被配置为提供可变频率ac信号，以在涡轮机(12)的启动过程中驱动发电机(14)或发动机(14)。

技术总结
在一个实施方案中，一种系统可以包括一种包含接地故障检测系统(36)的系统。该接地故障检测系统(36)包括线性滤波器(72)，该线性滤波器被配置为在静态起动器系统(16)的操作期间从静态起动器系统(16)接收一个或多个信号并且产生线性滤波器输出。该接地故障检测系统(36)还包括整流器(74)，该整流器被配置为整流线性滤波器输出并且产生整流器输出，和增益系统(76)，该增益系统被配置为将整流器输出乘以因子以产生增益输出。该接地故障检测系统(36)还包括故障指示器系统(80)，该故障指示器系统被配置为基于增益输出指示接地故障，其中，接地故障检测系统(36)被配置为基于接地故障命令动作。

技术研发人员：斯雷德哈·德萨巴特拉,M·B·桑卡尔,J·A·李奥纳德,S·帕萨克
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15