[发明专利]双可控硅自动调节器故障总体检测保护方法与装置

说明书

本发明属于电器故障检测保护装置，特别涉及一种检测双可控硅自动调节器故障并在检出故障时对其系统进行保护的方法和装置。

现有的电气设备及其系统中为实现自动调节性能使用可控硅(指晶闸管SCR和门极可关断晶闸管GTO)自动调节器是比较常见的，如电力系统中的发电机可控硅励磁自动调节器、静止可控硅无功功率补偿装置等。可控硅自动调节器因元件和工艺问题可靠性较差，出故障常引起其所控制电气设备和系统事故，为提高其运行可靠性要加强故障备用和故障在线检测。将完全相同的两套可控硅自动调节器在其输出电压端串联逆止二极管后并联运行(称之为“双可控硅自动调节器”，该种运行方式经有关专家鉴定认为是提高运行可靠性的有效方法)、并且自动在线检测故障是提高可控硅自动调节器运行可靠性的重要手段。可控硅自动调节器由于其技术及构成较复杂，检测其故障难度也很大，至今未很好解决。

目前对于可控硅励磁调节器的故障检测，通常采用的是局部检测法。这种方法针对调节器内各个环节的具体工作特性和故障种类分别设置该环节自身的故障检测保护，通常设有：1.从可控硅整流桥取桥臂电流，当运行中一桥臂电流下降至零，发出“桥臂缺相故障”信号；2.对直流稳压电源取输出电压，当电压高于或低于某值时判断为“稳压电源故障”；3.从主励磁机出口取电流，当超过发电机转子发热容量允许限制曲线(为反时限过流曲线)时，判断为误强励故障(同时尽可能限制输出)。这种方法不仅使实现其方法的装置构成较复杂，而且在性能上具有很大的局限性，只能检测出可控硅励磁调节器的某些局部环节的部分故障，有些环节用常规检测手段无法设置保护，因此很多故障不能及时检测反映出来(如各环节各类故障造成脉冲不规则地超前导通和滞后导通、可控硅元件各类故障等)，保护死区大，动作时间较长。

针对上述情况，国内研制出了一种“电流均衡型”总体故障检测保护，它取双套并联运行可控硅励磁调节器(双可控硅励磁调节器)各自的输出电流作为量测信号构成故障判断(见“WKKL-I微机双自动励磁调节器”，电力部电力科学院)。但目前已经投入使用的“电流均衡型总体故障检测保护”装在发电厂现场工业运行中检测故障效果不好。不仅其构成较复杂(除保护本身外，尚需要在调节器内另外附加均流调节措施，它增加了调节器除按发电机和电力系统控制需要之外的附加调节。该种运行方式下，其两套调节器并联运行时，必需有均衡两个调节器输出电流的均流调节措施才能稳定运行；每套调节器除测量本套的输出电流外还测量对方套的输出电流，均流调节措施根据两套输出电流的偏差进行调节，使两套输出电流相等。调节器的输出电流信号还用于可控硅励磁调节器误强励和失磁故障判断；两柜均流运行时，其电流差超过两柜电流之和的25％均流超限报警；两柜电流差超过两柜电流之和的75％时，均流退出运行)；而且还存在以下问题：1.实际上两柜电流之差超过两柜电流之和的75％时，还是程度严重的高顶值的误强励(或低值失磁)故障，此时正需要快速的误强励(或失磁)检测保护投入运行来检测出故障，而故障检测保护此时却退了出来，因此程度严重的误强励(或失磁)故障实际上没有故障检测保护，保护有死区。2.保护的选择性不好。该保护在发电厂实际工业运行中，均流措施经常在调节器没有任何异常和故障时，误发出“均流超限”报警信号，将保护退出运行，使发电机励磁调节器在故障时没有检测保护，工业运行中励磁调节器故障仍然造成大事故，说明该问题确实存在。3.附加的均流措施将两套调节器的输出电流相互跟踪调节，它力图把两套调节器电流拉均衡，当调节器发生故障出现了电流偏差，本应立即发出“调节器(误强励或失磁)故障”报警信号和自动退出故障调节器，而均流调节措施却在此时按故障出现电流偏差值进行(反)调节，强制两套输出电流相等，直到故障严重以至无法调节时，才能发出故障报警信号，因此均流调节措施的作用结果实际上推迟了调节器故障报警的反映时间，影响了该种保护的快速性和反映故障的及时性。

本发明就是针对上述情况，而研制的一种选择性好、灵敏度高、保护区全面无死区、快速性好的“双可控硅励磁自动调节器故障总体检测保护方法与装置”。本发明的实施可避免双可控硅自动调节器故障而造成的受控电气设备及其系统事故。

本发明的方法根据下述主程序进行：

1.分别从每一调节器(SGT₁和SGT₂)的逆止二极管(Z₁、Z₂)的输入端取其电压输出信号(U_T1、U_T2)；