[其他]发电机转子接地保护装置

说明书

本发明提出一种能准确反应发电机励磁回路对地绝缘电阻降低的发电机转子接地保护装置。

在发电机励磁回路对地绝缘电阻很低时，如果转子线圈中再发生另一点接地，则可能引起线圈损坏。因此要求装设转子接地保护。现在一般都采用外加电压的原理构成此种保护，有外加工频电压测量对地导纳的，有外加直流电压的，有外加低频方波或正弦信号的。外加工频电压测量对地导纳的缺点是难以清除励磁回路电感及对地分布电容的影响，运行经验证明其测量误差很大;外加直流的缺点是灵敏度因接地点不同而异，且低压器件与励磁回路没有电气上的隔离;外加低频信号的缺点是构造复杂，变压器及耦合电容体积庞大。转子电压中谐波分量很大时，这些方案的动作准确性都受影响。

对比文件：专利US4187525，DE2713252，SU1029310

本发明的目的是提供一种能免除上述缺点且不需外加电压的转子接地保护。

本发明是送样实现的：设计了一个接在转子正、负极及大轴上的简单的电阻电容网络。在此网络的三个分支上设有开关和电流采样回路，通过按一定时序切换开关及采样保持，並比较采样值以确定励磁回路对地绝缘电阻是否小于预定电阻。

图1为提出的电阻电容网络的原理图。

图2为开关的切换，采样和比较的时序图。

图3为图1网络一个分支的详图及装置总方框图。

图1中1为转子线圈，U为转子电压，Rx为故障点对地绝缘电阻，其他元件皆属保护装置。工作原理说明如下：

当开关S₁合上时有电流I₁

I₁= (U₁)/(R₁+ R2 + R_X) （1）

当S₂合上时有电流I₂

I₂= (U)/(R₁+ R₂+ R_X) （2）

当S₃合上时有电流I₃

I₃= (U₂)/(R₃+ R₄+ R_X) （3）

如取R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝R，则（1）、（2）和（3）式分别变为

I₁= (U1)/(2R + RX) （4）

I₂= (U)/(2R + R_X) （5）

I₃= (U₂)/(2R + R_X) （6）

考虑到

U₁+U₂＝U（7）

可得当Rx≤Rs时有

I₁+I₃≥I₂（8）

（8）式就是本装置的判据。Rs是整定电阻，可用以改变装置的灵敏度。图中C₁，C₂和C₃的作用是滤去谐波分量。由于有这些电溶，励磁回路中还有电感和对地分布电容，在各开关投入后有一段暂态过程。待此暂态过程终止后方可得到（8）式所需的电流值。因此采用了图2的操作时序。