CN113219377B - 基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法，通过将发电机注入式定子接地保护装置的低频电压注入到发电机定子绕组零序对地回路中，根据机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口绕组之间，以及与对应的发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u之间的关系，得到发电机一次回路及相关电缆连接的完整性。该方法简单方便，可在发电厂整套启动试验前进行，避免了发电机整套启动试验中由于发电机一次回路连接不完整造成的不便以及增加的燃料成本。
Description
技术领域
本发明涉及电气调试领域，具体为基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法。
背景技术
发电机一次回路完整是发电机正常运行的必要条件，所以在机组投运前通过整套启动过程中的短路试验来验证发电机一次回路连接是否完整。虽然短路试验可以检查发电机一次回路的完整性，但是试验中发现发电机一次回路未连接完整的情况下处理问题需要花费大量时间，影响整套启动计划、耗费试验人员精力，同时增加了整套启动过程中的燃料成本，所以需要寻找一种简单有效的验证发电机一次回路的方法。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法，设计合理，操作简单，能够在启机前检查发电机一次回路的完整性，避免了发电机整套启动试验中由于发电机一次回路连接不完整造成的不便以及增加的燃料成本。
本发明是通过以下技术方案来实现：
基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法，包括，
发电机机组启机前，利用注入式定子接地保护装置输出的低频电压加载在发电机中性点接地变压器负载电阻两端；
通过接地变压器将低频信号注入到发电机定子绕组对地的零序回路中，根据注入式定子接地保护装置注入定子电压幅值与发电机额定相电压幅值的百分比、机端额定电压以及机端电压互感器开口电压变比计算注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的零序电压幅值；
根测量发电机机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口电压，通过测量值与计算值的比较判断一次回路是否连接完整，进行发电机一次回路检查。
优选的，所述通过接地变压器将低频电压注入到发电机定子绕组对地的零序回路中，具体的，发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压大小U如下，
式中，U:发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值，UA：发电机额定相电压幅值，UAB：发电机额定线电压幅值，m：注入定子电压幅值与发电机额定相电压幅值的百分比。
优选的，所述判断一次回路是否连接完整时，若发电机一次回路连接完整，则在机端PT端子箱测量的开口电压大小应为u：
其中，u发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值，U发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值，N为机端PT开口电压的变比。
优选的，所述发电机机组启动前，且未投入注入式定子接地保护装置电源空开时，在机端PT端子箱测量TV01、TV02、TV03开口电压，开口电压幅值为0。
优选的，所述通过测量值与计算值的比较判断一次回路是否连接完整，具体包括，
若测得机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口电压幅值与发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u相等或者相差在设定阈值范围内，则证明发电机一次回路连接完整且匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接完整。
优选的，所述通过测量值与计算值的比较判断一次回路是否连接完整，具体包括，
若测得机端电压互感器TV02的开口电压幅值与发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u相等或者相差在设定阈值范围内，TV01、TV03的开口电压幅值为0或者与0相差在设定阈值范围内，则证明匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接完整，且发电机一次回路连接不完整。
优选的，所述通过测量值与计算值的比较判断一次回路是否连接完整，具体包括，
若测得机端电压互感器TV01、TV03的开口电压幅值与发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u相等或者相差在设定阈值范围内，TV02的开口电压幅值为0或者与0相差在设定阈值范围内，则证明发电机一次回路连接完整，且匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接不完整。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法，通过将发电机注入式定子接地保护装置的低频电压注入到发电机定子绕组零序对地回路中，如果机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口绕组可以测到对应的发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u，则证明发电机一次回路完整。如果机端电压互感器TV01、TV03开口绕组未测到对应的零序电压u而TV02开口可以测到对应的零序电压u，则证明发电机机端匝间专用电压互感器TV02至发电机的一次电缆连接完整，但发电机一次回路的连接不完整。如果机端电压互感器TV01、TV03开口可以测到对应的零序电压u而TV02开口未测到对应的零序电压u，则证明发电机一次回路的连接完整，但发电机机端匝间专用电压互感器TV02至发电机的一次电缆连接不完整。该方法简单方便，可在发电厂整套启动试验前进行，避免了发电机整套启动试验中由于发电机一次回路连接不完整造成的不便以及增加的燃料成本。
附图说明
图1为本发明基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法的连接原理框图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
由于发电机注入式定子接地保护可单独实现发电机100％定子接地保护，所以发电厂普遍配置了发电机注入式定子接地保护装置。发电机注入式定子接地保护由低频注入电源和保护装置两部分组成，其中低频注入电源将低频电压电流信号注入到发电机定子绕组对地零序回路中，注入到发电机定子绕组上的低频电压不超过1％-3％的额定相电压，不会损坏定子绕组的绝缘。因此本发明利用发电机注入式定子接地保护装置具有给发电机定子回路注入电源的特性来检查发电机一次回路的完整性。
本发明所述的方法，在机组启机前利用注入式定子接地保护装置输出的低频电压加在发电机中性点接地变压器负载电阻两端，通过接地变压器将低频信号注入到发电机定子绕组上，从而通过测量发电机机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口电压，判断一次回路是否连接完整。
由于在发电厂的保护配置中为了区分发电机匝间保护与定子接地保护，发电机匝间保护采用专用全绝缘PT，其电压互感器一次中性点与发电机中性点通过电缆直接连接，而其他机端PT一次中性点则直接接地。所以可以利用此特性对比给定子注入低频电压后机端匝间专用电压互感器TV02开口电压与其他机端电压互感器TV01、TV03开口电压的区别，从而确定发电机一次回路的完整性。此方法可以在启机前检查发电机一次回路的完整性，避免了发电机整套启动试验中由于发电机一次回路连接不完整造成的不便以及增加的燃料成本。
具体的，本发明基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法，包括以下步骤；
步骤一：根据注入式定子接地保护装置注入定子电压幅值与发电机额定相电压幅值的百分比及机端额定线电压计算注入到定子上一次电压的大小。
式中，U:发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值，UA：发电机额定相电压幅值，UAB：发电机额定线电压幅值，m：注入定子电压幅值与发电机额定相电压幅值的百分比。
步骤二：根据注入到发电机定子上的一次电压幅值与机端电压互感器开口电压的变比计算投入注入式定子接地保护装置后，发电机机端电压互感器的二次开口电压幅值。
其(2)中，u发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值，U发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值，N为机端PT开口电压的变比。
步骤三：在机组启动前未投入注入式定子接地保护装置电源空开时，在机端电压互感器端子箱测量TV01、TV02、TV03的开口电压，开口电压幅值应为0。
步骤四：在发电机机组安装工作完成后与机组整套启动前的间隙投入注入式定子接地保护装置电源空开，在机端PT端子箱测量TV01、TV02、TV03的开口电压；
步骤五：若测得机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口电压幅值大小基本相等且约等于发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u，则证明发电机一次回路连接完整且匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接完整。所述的约等于即为两者相差在设定阈值范围内，阈值范围可以根据计算时的精度要求或者是***实际误差范围进行确定。
步骤六：若测得机端电压互感器TV02的开口电压幅值大小约等于发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u，TV01、TV03的开口电压幅值大小约等于0，则证明匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接完整但是发电机一次回路连接不完整。所述的约等于即为两者相差在设定阈值范围内，阈值范围可以根据计算时的精度要求或者是***实际误差范围进行确定。
步骤七：若测得机端电压互感器TV01、TV03的开口电压幅值大小约等于发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u，TV02的开口电压幅值大小约等于0，则证明发电机一次回路连接完整，但是匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接不完整。所述的约等于即为两者相差在设定阈值范围内，阈值范围可以根据计算时的精度要求或者是***实际误差范围进行确定。
将其应用在实际的电厂发电机检查中，如图1所示：注入式定子接地保护装置包括方波电源和输出连接的带通滤波器，将低频电压加载在发电机中性点接地变压器负载电阻两端，通过接地变压器和接地刀闸将低频信号注入到发电机定子绕组上，通过测量机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口电压判断发电机一次回路的完整性。
以某电厂为例，机端额定线电压为20kV，机端电压互感器变比为发电机注入式定子接地保护装置注入到定子绕组对地零序回路中的低频电压为1％的额定相电压。
1、根据UAB＝20000V、m＝0.01，可计算发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值大小为：
式中，U:发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值，UA：发电机额定相电压幅值，UAB：发电机额定线电压幅值，m：注入定子电压幅值与发电机额定相电压幅值的百分比。
2、根据机端PT开口电压的变比为可得机端PT开口电压的变比N：
式(2)中N为机端PT开口电压的变比。
3、根据发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值U与机端PT开口电压变比N，可计算发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值。
其(2)中，u发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值，U发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值，N为机端PT开口电压的变比。
4、检查发电机注入式定子接地保护装置的电源正常，注入式定子接地保护装置可正常工作。
5、在机组启动前未投入注入式定子接地保护装置电源空开时，在机端电压互感器端子箱测量TV01、TV02、TV03的开口电压，开口电压幅值应为0。
6、在机端PT端子箱测量TV01、TV02、TV03的开口电压；若测得机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口电压幅值大小基本相等且约等于0.33V，则证明发电机一次回路连接完整且匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接完整。
7、若测得机端电压互感器TV02的开口电压幅值大小约等于0.33V，TV01、TV03的开口电压幅值大小约等于0，则证明匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接完整，但是发电机一次回路连接不完整。
8、若测得机端电压互感器TV01、TV03的开口电压幅值大小约等于0.33V，TV02的开口电压幅值大小约等于0，则证明发电机一次回路连接完整，但是匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接不完整。
Claims (4)
1.基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法，其特征在于，包括，
发电机机组启机前，利用注入式定子接地保护装置输出的低频电压加载在发电机中性点接地变压器负载电阻两端；
通过接地变压器将低频信号注入到发电机定子绕组对地的零序回路中，根据注入式定子接地保护装置注入定子电压幅值与发电机额定相电压幅值的百分比、机端额定电压以及机端电压互感器开口电压变比计算注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的零序电压幅值；
根测量发电机机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口电压，通过测量值与计算值的比较判断一次回路是否连接完整，进行发电机一次回路检查；
所述通过测量值与计算值的比较判断一次回路是否连接完整，具体包括，
若测得机端电压互感器TV01、TV02、TV03的开口电压幅值与发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u相等或者相差在设定阈值范围内，则证明发电机一次回路连接完整且匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接完整；
所述通过测量值与计算值的比较判断一次回路是否连接完整，具体包括，
若测得机端电压互感器TV02的开口电压幅值与发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u相等或者相差在设定阈值范围内，TV01、TV03的开口电压幅值为0或者与0相差在设定阈值范围内，则证明匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接完整，且发电机一次回路连接不完整；
所述通过测量值与计算值的比较判断一次回路是否连接完整，具体包括，
若测得机端电压互感器TV01、TV03的开口电压幅值与发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值u相等或者相差在设定阈值范围内，TV02的开口电压幅值为0或者与0相差在设定阈值范围内，则证明发电机一次回路连接完整，且匝间专用电压互感器TV02至发电机中性点一次电缆连接不完整。
2.根据权利要求1所述的基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法，其特征在于，所述通过接地变压器将低频电压注入到发电机定子绕组对地的零序回路中，具体的，发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压大小U如下，
式中，U:发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值，UA：发电机额定相电压幅值，UAB：发电机额定线电压幅值，m：注入定子电压幅值与发电机额定相电压幅值的百分比。
3.根据权利要求1所述的基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法，其特征在于，所述判断一次回路是否连接完整时，若发电机一次回路连接完整，则在机端PT端子箱测量的开口电压大小应为u：
其中，u发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的二次低频零序电压幅值，U发电机注入式定子接地保护装置注入到发电机定子上的低频零序电压幅值，N为机端PT开口电压的变比。
4.根据权利要求1所述的基于注入式定子接地保护装置的发电机一次回路检查方法，其特征在于，所述发电机机组启动前，且未投入注入式定子接地保护装置电源空开时，在机端PT端子箱测量TV01、TV02、TV03开口电压，开口电压幅值为0。
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