[发明专利]一种基于注入式原理的GCB非全相检测方法

说明书

本发明公开一种基于注入式原理的GCB非全相检测方法，使用注入电源装置向发电机中性点注入低频电流信号，采集机端断路器GCB分合状态及机端低频电压U_{FM_LF}与主变低压侧低频电压U_{LM_LF}。当GCB由分到合时，若检测到U_{FM_LF}与U_{LM_LF}的最小值小于U_{FM_LF}与U_{LM_LF}的最大值与设定系数的乘积，或检测到U_{LM_LF}低于设定电压门槛1，则判定该相断路器未能有效闭合；当GCB由合到分时，若检测到U_{LM_LF}高于设定电压门槛2，则判定该相断路器未能有效分断。该方法能够适用于三相联动结构的机端断路器，并且解决了传统GCB非全相保护在机组并网初期或解列时刻由于负序电流和零序电流较小而无法准确快速判定非全相故障的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于注入式原理的GCB非全相检测方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

目前，抽水蓄能机组和燃汽轮机组具有启停机频繁、机端断路器GCB分合操作次数多的特点，因此发生GCB非全相故障的概率大大增加。传统GCB非全相保护通过检测机端断路器三相不一致接点位置、负序电流和零序电流大小来判定断路器的非全相运行状态。然而，对于三相联动结构的机端断路器，由于不能提供三相不一致接点，且在并网初期或解列时刻负序电流和零序电流较小，传统GCB非全相保护无法快速准确地检测出故障。若不能及时检测出非全相故障，会导致机组长期承受负序电流和零序电流，对机组的安全运行构成威胁。鉴于传统GCB非全相保护存在以上不足，有必要研究一种不依赖于三相不一致接点、负序电流和零序电流大小的GCB非全相判定方法。

有鉴于上述的缺陷，本发明以期创设一种基于注入式原理的GCB非全相检测方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于注入式原理的GCB非全相检测方法，该方法不依赖负序电流和零序电流的大小，解决并网初期或解列时刻断路器发生非全相故障，传统电流判据无法识别的问题。此外，由于不需要判断断路器三相不一致接点状态，也可用于解决三相联动断路器的非全相判定问题。

本发明的一种基于注入式原理的GCB非全相检测方法，包括如下步骤：

步骤1：使用注入式电源装置向发电机中性点注入低频电流信号；

步骤2：采集机端断路器GCB的分合状态，采集机端三相电压和主变低压侧三相电压，并提取出其中的三相低频电压信号；

步骤3：采用以下方案之一判定机端断路器GCB是否有效闭合：

方案一：当GCB由分到合后的t时间内，在A、B、C任一相中，如果检测到机端低频电压与主变低压侧低频电压的最小值小于机端低频电压与主变低压侧低频电压的最大值与设定系数的乘积，则判定该相断路器未能有效闭合；

方案二：当GCB由分到合后的t时间内，在A、B、C任一相中，如果检测到主变低压侧低频电压低于设定的电压门槛1，则判定该相断路器未能有效闭合；

采用以下方案判定机端断路器GCB是否有效分断：

方案三：当GCB由合到分后的t时间内，在A、B、C任一相中，如果检测到主变低压侧低频电压高于设定的电压门槛2，则判定该相断路器未能有效分断。

优选地，所述步骤1中注入低频信号的频率可以为12.5Hz或20Hz或者其他频率，以区别于工频信号。

优选地，所述步骤2中采用硬件滤波和数字滤波相结合的方法提取出机端和主变低压侧三相电压中的低频电压分量。

所述步骤3中方案一的具体计算公式如式(1)所示：