[发明专利]用于发电机机端电压互感器的故障预判系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种用于发电机机端电压互感器的故障预判系统及其控制方法，故障预判系统包括检测装置、保护装置和控制器，检测装置被配置为获取零序电压，零序电压来自发电机中性点接地变单相PT；保护装置被配置为保护发电机；控制器内设有第一比较器电路，第一比较器的第一输入端与检测装置电连接，第一比较器的第二输入端预设有第一电压阈值，第一比较器的输出端与保护装置电连接，当零序电压大于第一电压阈值时，控制器通过第一比较器电路控制保护装置工作，并发送第一报警信息至外部，第一报警信息包括PT早期故障信息。本发明提供的技术方案能够对PT早期的故障进行预警。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别涉及一种用于发电机机端电压互感器的故障预判系统及其控制方法。

背景技术

发电机机端电压互感器(以下简称“PT”)是大型火力发电厂中重要的电气设备，通常发电机机端PT设置三组，其中一组采用全绝缘接线方式，用于发电机匝间保护采样等；剩下两组半绝缘接线方式的PT一次绕组中性点直接接地，用于其他保护、测量、采样等用途。

由于近年来自并励发电机型式及新能源发电方式的广泛应用，使发电机机端电压含有大量高次谐波，以及发电机中性点接地方式采用非有效接地方式、特殊工况下易引起铁磁谐振(尤以半绝缘接线方式PT故障发生较多)，造成发电厂频发PT一次绕组匝间短路故障及机端PT一次保险缓慢熔断，进而由于PT故障引发非计划停运事故。

发电机机端PT一次绕组匝间短路早期故障发展比较缓慢，此时一次绕组存在少量匝间短路且故障点远离铁芯，且PT一次保险未完全断开，故障特征并不明显，也难以通过不平衡电流或温度等手段去发现。在失去故障监测手段的情况下，PT由早期故障发展成严重故障的过程中，由于故障电压采样变化量小以及相关保护、调节装置的采样和逻辑死区，极易引发发电机组误强励、过磁通、过电压以及因发电机基波零序定子接地保护误动跳闸等事故停电和机组非计划停运事故。因现阶段国内、外尚无专门针对PT一次绕组早期故障诊断的技术，故若能研究、发明一种发电机机端PT一次绕组匝间故障预判报警方案，可在PT故障早期有效预警并及时隔离故障点、避免或减少非计划停运，并可在PT严重故障引起设备跳闸时快速定位、排除故障点，缩短发电机等电气主设备停运时间，降低损失。

现有PT专用保护技术，国内先后产生了利用一次保险反时限动作特性反映PT一次绕组严重短路故障的一次元件保护；利用电气量负序分量反映PT一、二次绕组不对称故障的PT断线保护或励磁调节器中PT一次保险慢熔保护；利用双PT比较线电压偏差原理的PT一、二次绕组断线保护或励磁调节器中PT一次保险慢熔保护；利用发电机线电压、相电流采样门槛以及利用线电压采样变化率突变量故障量特征的PT断线保护装置等。

在目前上述几类方案中，利用一次保险反时限特性原理和利用电气量负序分量原理均可反映PT完全断线或内部严重故障，但不能及时反映PT早期轻微故障，灵敏性较差；利用双PT比较线电压偏差原理受励磁调节器等装置线电压采样死区的限制，不能灵敏反映PT早期轻微故障及PT一次保险慢熔等早期故障；利用发电机线电压、相电流采样门槛的PT断线保护装置，在发电机、变压器组及相邻电网发生短路故障、特别是不平衡短路时，容易误动；利用线电压采样变化率突变量故障量特征的PT断线保护装置，在电网外部故障、特别是较大扰动时由于采样电压突变而极易误动。综上所述，目前的发电机机端电压互感器匝间短路故障专用保护不仅无法进行早期故障诊断且灵敏度较低，容易造成误动作，故有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对PT早期故障进行判别预警的用于发电机机端电压互感器的故障预判系统及其控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于发电机机端电压互感器的故障预判系统，所述故障预判系统包括：

检测装置，其被配置为获取零序电压，所述零序电压来自发电机中性点接地变单相PT；

保护装置，其被配置为保护发电机；