[发明专利]一种发电机匝间保护专用TV断线的判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及判别发电机匝间保护专用电压互感器出现断线的判别方法，用于防止发电机纵向基波零序电压匝间保护误动，及应用该方法的保护装置。 

背景技术

大型发电机在机端装设电压互感器(TV)，用于监测发电机运行时的电压输出，其中绝大多数的汽轮发电机、燃汽轮发电机和核电发电机等，都在机端装设了匝间保护专用TV。专用TV的一次侧三相绕组采用星形连接，中性点经过高压绝缘电缆直接接至发电机的中性点，其二次侧绕组的一组三相绕组也采用星形连接，另一组采用开口三角连接。通过专用TV，可以检测发电机的三相电压和零序电压。 

发电机正常运行时，三相电压对称，专用TV开口三角的零序电压主要包含三次谐波电压分量，而基波零序电压基本为零。当发电机定子绕组内部出现匝间短路故障，发电机三相电压的对称性遭到破坏，专用TV的开口三角将出现基波零序电压，当基波零序电压超过保护装置预先设定的整定值，则保护装置判定发电机出现匝间故障，保护装置继电器接点输出让发电机跳闸停机，这就是发电机纵向基波零序电压匝间保护。 

众所周知，发电机机端TV的一次侧均串接了熔断器。匝间保护专用TV的熔断器可能出现瞬时熔断、接触不良或慢速熔断等情况(统称为断线)，TV断线将引起TV开口三角出现明显的基波零序电压。如果不能准确而有效地判别TV断线并闭锁匝间保护，将导致发电机纵向基波零序电压匝间保护误动，使正常运行的发电机组跳闸停机，造成较大的经济损失。 

以往的判别方法主要有两种：一种是通过分别计算专用TV的负序电压和机端电流互感器(TA)的负序电流，若出现明显的负序电压，而同时负序电流很小，则判别认为专用TV出现断线；另一种是直接比较专用TV和常规TV的三组线电压，正常情况下，两个TV的线电压差别很小，当某组线电压差别较大且超过定值时，判别认为其中一个TV出现断线。 

这两种方法都有一些不足。前一种方法，在发电机空载运行时，机端没有电流，机端TA没有电流信号，无法计算负序电流，不能作出有效判别。后一种方法，只是识别出TV出现断线，并没有区分出是专用TV断线，还是常规TV断线，还需要进一步结合TV的正序电压或负序电压进行判断，略显复杂。 

发明内容

本发明的目的是：为完善发电机纵向零序电压匝间保护功能，避免匝间保护专用TV断线引起TV开口三角基波零序电压升高导致匝间保护误动，本发明提供一种匝间保护专用TV断线的判别方法。 

本发明采取的技术方案是：保护装置同时对发电机机端两组电压互感器TV1和TV2二次侧测量电压进行采样，其中TV2是匝间保护专用电压互感器，TV1是常规电压互感器；保护装置对采样的电压进行全周傅氏滤波及计算，分别得到TV1的负序电压3U2、TV2的负序电压3U2’和TV2的基波零序电压3U0’；在保护装置内预先设定定值U2.set1、U2.set2和U0.set2，当下列不等式 

3U2<U2.set1    (1) 

3U2′>U2.set2  (2) 

3U0′>U0.set2  (3) 

U0.set2等于发电机纵向基波零序电压匝间保护灵敏段的定值，按躲过发电机正常运行时的最大不平衡电压整定，一般为1.5V～3V；U2.set1＝U2.set2＝K×U0.set2，K为常数(一般为0.7～0.9)，负序电压定值由保护装置自动计算得到，常数K不需要用户整定；不等式(1)～(3)同时满足时，经过短延时t1发出TV2断线报警信号，并闭锁匝间保护，若之后TV2断线消失，即不等式(1)～(3)条件不能同时满足，则经过长延时t2取消TV2断线报警，并重新开放匝间保护。t1为常数，一般为40ms～60ms，是保护装置的内部参数，不需要用户整定；t2为常数，一般为8s～10s。t1和t2是保护装置的内部参数，不需要用户整定。