[发明专利]一种发电机内部故障模拟系统及其方法

权利要求书

1.一种发电机内部故障模拟系统，其特征在于，包括一台模拟发电机、故障模拟屏1、 故障模拟屏2和控制系统，所述模拟发电机的定子绕组、转子绕组都预留有绕组抽头，定子 绕组A₁X₁以发电机中性点为基准基本在1.19％、2.38％、4.76％、9.52％处抽头，定子绕组 A₂X₂以发电机中性点为基准基本在1.19％、2.38％、4.76％、9.52％、25％、90.48％、92.86 ％、95.24％处抽头，转子绕组B₁Y₁以发电机中性点为基准基本在1.19％、2.38％、4.76％、 25％处抽头，以便做发电机定子匝间故障试验；

以发电机转子绕组负电压端为基准在转子绕组的20％、50％处抽头，通过滑环引出，从 而可以进行转子绕组的一点接地，两点接地和匝间短路故障试验；

所有绕组抽头都通过连接电缆与故障模拟屏1的接线板连接，具体的连接关系是定子绕 组A₁X₁以发电机中性点为基准基本在1.19％、2.38％、4.76％、9.52％处的4个抽头，定子 绕组A₂X₂以发电机中性点为基准基本在1.19％、2.38％、4.76％、9.52％、25％、90.48％、 92.86％、95.24％处的8个抽头，转子绕组B₁Y₁以发电机中性点为基准基本在1.19％、2.38 ％、4.76％、25％处的4个抽头，共计有16个定子绕组抽头分别与故障模拟屏1的接线板的 16个铜螺栓相连接，以转子绕组负电压端为基准在转子绕组的20％、50％处的2个抽头也分 别与故障模拟屏1的接线板的2个铜螺栓相连接，接线板共有18个铜螺栓与发电机的定、转 子绕组的18个抽头相连接，三相故障位置开关K1～K6分别与接线板的18个铜螺栓相连接， 接线板用于三相故障位置开关K1～K6与接线板的18个铜螺栓之间的过渡作用，从而使得发 电机的定、转子绕组的18个抽头通过接线板与三相故障位置开关K1～K6完成连接；

通过故障模拟屏1中的接线板与故障模拟屏1中的故障位置开关K1～K6相连接，故障模 拟屏1通过故障模拟屏2中的转换开关KD与故障模拟屏2中的故障开关KG和选相开关KA、 KB、KC和KN相连通，故障模拟屏1和故障模拟屏2通过控制电缆与控制系统连接，从而完 成发电机内部故障的模拟操作，通过设置上述故障位置开关K1～K6的闭合确定内部故障的位 置及故障形式，故障位置开关K1～K6与绕组抽头的连接可以灵活调整，以满足模拟故障试验 的需要，模拟发电机的内部故障模拟与模拟发电机的机端外部故障模拟共用一组选相开关和 故障开关，通过转换开关KD进行切换。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于该系统的内部故障位置可进行灵活的变换，由 于发电机的定子绕组抽头及转子绕组抽头分布在不同的位置上，所有绕组抽头都通过故障模 拟屏1和故障模拟屏2的接线板与故障位置开关K1～K6相连接，故障位置开关K1～K6为三 相开关，其中每一个开关都连接有三个绕组抽头，通过选相开关KA、KB、KC、KN使其中两个 抽头直接短路或接地，就具有8种故障组合，六个位置开关K1～K6就具有48种故障组合。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于还可通过调整所述接线板的顺序得到更多的故 障组合方式，只要选择不同的位置开关，通过选相开关KA、KB、KC、KN就可灵活变换内部故 障的位置。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述模拟发电机的机端装有一组电流互感器 CT3，每相绕组的2个支路的中性点侧各装有一组电流互感器CT1和CT2、定子绕组的Y1支 路的中性点与Y2支路的中性点之间跨接一只电流互感器CTO，模拟发电机的机端另装有一组 专用电压互感器PT1，其用于模拟发电机纵向零序的电压保护，模拟发电机的中性点装有一 只电压互感器PTO，从而可组成完全差动保护、不完全差动保护、单元件差动保护、裂相横 差保护和纵向零序电压保护的模拟发电机的保护方案。

5.一种使用权利要求1-4任一项所述的系统的方法，包括以下步骤：

(1)选择故障位置开关K1～K6中的一个开关，所述故障位置开关K1～K6为三相开关， 然后闭合该位置开关使与其相连接的三个发电机绕组抽头与该位置开关后面的转换开关KD 电路连通；

(2)然后闭合转换开关KD，使选中的故障位置开关K1～K6中的一个开关通过转换开关 KD与故障开关KG相连通，再根据需要选择选相开关KA、KB、KC、KN中的两个开关进行闭合 操作，使三个发电机绕组抽头中的一个同选相开关KA、KB、KC中的一个与KN对地形成回路 或选相开关KA、KB、KC中的两个形成匝间回路；

(3)完成(1)、(2)步骤之后由控制系统按照设定的时间操作故障开关KG的合与断， 上述操作即完成了发电机内部故障的模拟。