。、t/ΒΟ和^ea即为机端对地电压，可通过机端电压互 感器直接测得；i:A、^:和^是此时定子的电枢电压，可通过式子（1)获得，即发电机的 相感应电动势￡、、￡15、￡(可确定。
[0030] 将步骤1获得的i.A、羞七和查^等比例缩放到左A、1和盔，可获得当前工况 下定子绕组各相的感应电动势相量，定子绕组各线圈感应电动势也由此确定，定子绕组上 任一点k对中性点的电动势k可确定。
[0031] 3、确定发电机定子绕组任一点对中性点的电压相量，确定绕组各点对中性点的电 压相量分布特性，以作为故障后搜寻故障点的依据。
[0032] 设η为定子绕组上任一点k到中性点的匝数与一分支绕组总匝数之比，k到中性 点的电动势已由步骤2求得，k点到中性点的电压符合表达式（2):
[0034] 由表达式（2)，可获得定子绕组各点对中性点的电压相量分布特性，如图4。
[0035] 4、判断发电机是否发生单相接地故障。
[0036] 利用现有的发电机测量和保护装置，判断发电机是否发生单相接地故障，如果判 断没有接地故障，则回到步骤2 ;如果判断定子单相接地故障，则进入步骤5。
[0037] 注意，发电机发生定子单相接地故障时，故障电流远小于发电机的负荷电流，因此 可认为故障点到中性点的电压在故障前后保持不变。据此利用故障后计算得到的故障电 压，根据故障前已确定的定子绕组各点对中性点的电压相量分布特性，搜索确定出接地故 障的具体位置。
[0038] 5、判断确定故障相。
[0039] 发电机发生定子单相接地故障时，故障相的机端相电压最低，参见图3,据此确定 具体的故障相。该技术现已较为成熟，此处不予详述。
[0040] 6、计算故障点到中性点电压。
[0041] 以A相f点发生定子单相接地故障为例，相应的电路见图2,机端对地电压符合下 式： CN 105116279 A 说明书 4/4 页
[0043] t/As、f>Bg和(>cs为发电机各相机端对地电压，i. A、is和k为发电机三相感应 电动势，&为故障点到中性点绕组的感应电动势，为故障点对地电压。
[0044] 结合图2,推导发电机机端基波零序电压，可知符合下式：
[0046] 即可得：
[0048] 式⑷和（5)中，为故障点到中性点的电压，&为发电机基波零序电压， 为故障点到中性点的电压，I。为基波零序电流，i>为接地故障电流，Rf为接地电阻。
[0049] 优选地，利用王育学等作者在中国电机工程学报2013, 33(31) : 147~154 "基于 接地电流的大型发电机定子接地保护及精确定位方法" 一文中所提的接地基波故障电流算 法，得出此时的故障电流1:￡，而L ,则由现有测量装置测得，由式（5)不难得到故障点到中 性点的电压AfO。
[0050] 7、利用步骤6所得故障点到中性点电压,根据步骤3所形成的故障前发电机 各绕组线圈电压相量分布特性，搜索确定定子单相接地故障的精确位置。
[0051] 需要说明的是：
[0052] (1)本方法为保证定子绕组参数的分布性以及接地故障电流的特点，将发电机直 轴电抗和横轴电抗按匝均分来进行故障定位的相关计算。
[0053] (2)定子单相接地故障时，发电机负荷电流远大于故障电流，因此定子绕组的电抗 不采用暂态电抗，而是采用稳态运行时的电抗，进一步提高定位的精确性。另外，将电抗按 匝均分到定子绕组各线圈，充分保证了定子绕组参数的分布性。
[0054] (3)发电机发生定子单相接地故障时，故障电流远小于发电机的负荷电流，因此可 认为故障点到中性点的电压在故障前后保持不变。据此利用故障后计算得到的故障电 压，根据故障前已确定的定子绕组各点对中性点的电压相量分布特性，搜索确定接地 故障点的位置。
[0055] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种发电机单相接地故障精确定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1) 根据定子绕组展开图，确定定子绕组各线圈归一到相电动势的各线圈感应电动势 相量分布特性； (2) 考虑电枢反应，计算当前工况下的相感应电动势相量，在步骤（1)的基础上，利用 等比例缩放法确定当前工况下定子绕组各点对中性点的感应电动势相量分布特性。 (3) 在步骤（2)的基础上，利用发电机绕组感应电势与绕组电压的关系，确定定子绕组 任一点到中性点的电压值，确定定子绕组各点对中性点的电压相量分布特性； ⑷判断发电机是否发生单相接地故障，若无，回到步骤⑵；若有，进入步骤（5); (5) 判断确定故障相； (6) 计算故障点到中性点电压； (7) 利用故障点到中性点电压，根据步骤（3)所绘制的发电机故障前绕组各点对中性 点电压相量分布特性，搜索确定出定子单相接地的故障位置，从而完成精确定位。
【专利摘要】本发明公开了一种发电机定子单相接地故障的精确定位方法。该方法包括步骤：根据定子绕组展开图，形成定子绕组各匝线圈归一到相电动势的电势相量分布特性；进而利用发电机机端电压和电流测量值，实时计算当前工况下故障前三相定子绕组各匝线圈的感应电动势、定子绕组任一点到中性点的电压相量；发生定子单相接地故障时，基于所求得的中性点到故障点电压相量值，根据故障前的定子绕组各匝线圈电压相量分布特性，搜索确定接地故障点的精确位置。
【IPC分类】G01R31/06
【公开号】CN105116279
【申请号】CN201510383061
【发明人】尹项根, 张哲 , 文明浩, 陈卫, 李金辉, 鲁功强
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月3日