防止和应涌流导致发电机差动保护误动作的方法及系统与流程

本发明属于电力系统主设备继电保护，具体涉及一种防止和应涌流导致发电机差动保护误动作的方法及系统。

背景技术：

1、差动保护作为发电机的主保护，能够灵敏反应机组的内部短路故障，是机组安全稳定运行的关键保护。如图1所示，当一台变压器空投充电时，与另一台并联或级联的运行变压器之间可能产生和应作用，导致运行变压器中会产生和应涌流。和应涌流对于发电机差动来说虽然是穿越性电流，但是，若发电机两侧电流互感器特性不一致，和应涌流中的直流分量使得电流互感器的饱和程度不同，也可能导致发电机差动保护的误动作，现场已有多次类似的案例。而发电机作为电力系统的关键设备，其安全稳定运行对电力系统至关重要，电厂里产生和应涌流的情况比较普遍，急需有效的防止和应涌流导致发电机差动保护误动作的方法或判据。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种防止和应涌流导致发电机差动保护误动作的方法及系统，既能够可靠防止和应涌流导致发电机差动保护误动作，又不影响定子内部轻微短路故障时发电机差动保护的灵敏度。

2、本发明采用的技术方案是：一种防止和应涌流导致发电机差动保护误动作的方法及系统，包括以下步骤：

3、获取主变压器高压侧三相电流的基波有效值和直流分量幅值、发电机三相差动电流和三相制动电流的基波有效值、发电机机端负序电压；

4、在主变压器高压侧断路器位置由分位变为合位超过设定时间后，

5、如果主变高压侧电流中任一相的直流分量幅值与基波有效值的比值大于设定值，则发电机比率差动保护经负序电压闭锁：当发动机机端负序电压大于锁定值后，比率差动保护执行动作出口；

6、如果主变高压侧电流中每一相的直流分量幅值与基波有效值的比值均不大于设定值，则发电机比率差动保护不需经负序电压闭锁。

7、上述技术方案中，主变压器高压侧三相电流的基波有效值通过测量得到的主变压器高压侧三相电流采用全周傅立叶算法计算得到。

8、上述技术方案中，发电机三相差动电流和三相制动电流的基波有效值通过测量得到的发电机机端三相电流、发电机中性点三相电流采用全周傅立叶算法计算得到。

9、上述技术方案中，发电机机端负序电压通过测量得到的发电机机端三相电压采用全周傅立叶算法计算得到。

10、上述技术方案中，主变压器高压侧三相电流的直流分量幅值采用一个工频周期数据求平均值进行计算，其计算公式如下：

11、；

12、其中，为主变压器高压侧某相电流第i个点时刻的直流分量幅值，；为第i个点时刻之前j个点时刻的发动机差动电流；n为求和算法的数据窗，取值为一个工频周期的采样点数。

13、上述技术方案中，发电机比率差动保护经负序电压闭锁的投入判据如下：

14、；

15、其中，为主变压器高压侧断路器由分位变为合位后的持续时间；、和分别为主变压器高压侧a、b、c三相电流当前点时刻的直流分量幅值；ia_1ω、ib_1ω和ic_1ω分别为主变压器高压侧a、b、c三相电流当前点时刻的基波有效幅值；tx为设定时间；kset为设定值。

16、上述技术方案中，主变压器高压侧三相电流通过主变高压侧电流互感器测量得到。

17、上述技术方案中，发电机机端三相电流通过发电机机端侧电流互感器测量得到；发电机中性点三相电流通过发电机中性点侧电流互感器测量得到。

18、上述技术方案中，发电机机端三相电压通过发电机机端电压互感器测量得到。

19、本发明还提供了一种防止和应涌流导致发电机差动保护误动作的系统，该系统用于实现上述技术方案所述的方法。

20、本发明的有益效果是：本发明能够可靠防止和应涌流导致发电机差动保护误动作，又不影响定子内部轻微短路故障时发电机差动保护的灵敏度。当发电机差动电流满足比率制动动作条件时，若高压侧电流中的直流分量含量较高，则可能为和应涌流或发电机存在严重的相间短路故障。本发明通过设置判据为主变高压侧电流中任一相的直流分量幅值与基波有效值的比值大于定值，能够有效识别故障，并提出了相应的保护动作，即发电机比率差动保护需经负序电压闭锁。若为相对严重的相间短路故障，则会有明显的负序电压，本发明的发电机差动保护能够快速动作。但是若为和应涌流，则发电机负序电压较小，本发明设置的机端负序电压大于定值时比率差动保护才能动作出口的限定条件，保证发电机差动保护不会误动作。所以发电机内部存在轻微的相间短路故障时，主变高压侧电流中的直流分量含量较低，本发明执行的保护方法，使得发电机差动保护在这种情况下可以不经负序电压闭锁，发电机差动保护能够灵敏动作。

技术特征：

1.一种防止和应涌流导致发电机差动保护误动作的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：主变压器高压侧三相电流的基波有效值通过测量得到的主变压器高压侧三相电流采用全周傅立叶算法计算得到。

3.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：发电机三相差动电流和三相制动电流的基波有效值通过测量得到的发电机机端三相电流、发电机中性点三相电流采用全周傅立叶算法计算得到。

4.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：发电机机端负序电压通过测量得到的发电机机端三相电压采用全周傅立叶算法计算得到。

5.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：主变压器高压侧三相电流的直流分量幅值采用一个工频周期数据求平均值进行计算，其计算公式如下：

6.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：发电机比率差动保护经负序电压闭锁的投入判据如下：

7.根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于：主变压器高压侧三相电流通过主变高压侧电流互感器测量得到。

8.根据权利要求3所述的一种方法，其特征在于：发电机机端三相电流通过发电机机端侧电流互感器测量得到；发电机中性点三相电流通过发电机中性点侧电流互感器测量得到。

9.根据权利要求3所述的一种方法，其特征在于：发电机机端三相电压通过发电机机端电压互感器测量得到。

10.一种防止和应涌流导致发电机差动保护误动作的系统，其特征在于该系统用于实现权利要求1-9任一项所述的方法。

技术总结
本发明采用的技术方案是：一种防止和应涌流导致发电机差动保护误动作的方法及系统，包括以下步骤：获取主变压器高压侧三相电流的基波有效值和直流分量幅值、发电机三相差动电流和三相制动电流的基波有效值、发电机机端负序电压；在主变压器高压侧断路器位置由分位变为合位超过设定时间且主变高压侧电流中任一相的直流分量幅值与基波有效值的比值大于设定值时，发电机比率差动保护经负序电压闭锁；当发动机机端负序电压大于锁定值时，比率差动保护执行动作出口。本发明既能够可靠防止和应涌流导致发电机差动保护误动作，又不影响定子内部轻微短路故障时发电机差动保护的灵敏度。

技术研发人员：王宇庭,金和平,任家朋,邝家月,张宸,刘畅,沈阳武,何立夫
受保护的技术使用者：三峡智能工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13