专利名称：三次谐波增量制动专用定子匝间保护的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统领域中继电保护方法，具体讲是涉及一种三次谐波增 量制动专用定子匝间保护。属于电力自动化技术领域。
背景技术：
大型发电机组是现代电力系统最重要的组成部分之一，它造价昂贵，结构 复杂， 一旦故障，检修难度大，时间长，给国民经济造成的直接和间接经济损 失巨大。因此，对机组保护装置提出了更高的要求。
对于大型发电机组，定子绕组同槽上下层同相的比例较大。由于定子水内 冷线圈的漏水，造成绝缘的破坏或者由于机内密封性差，端部引线积油、积尘 以及振动等均可能引发匝间短路。对于中性点侧只引出三个端子的发电机，没 有条件装设横差保护， 一般采用纵向零序电压原理保护来反应匝间短路。但传 统的仅反应纵向零序电压的匝间短路保护存在灵敏度不高，且外部短路时容易 误动的缺点。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能更灵敏更准确的判 别定子绕组匝间故障，同时防止外部短路的误动的三次谐波增量制动专用定子 匝间保护。
为实现上述发明目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的
一种三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在于通过反映发电机纵 向零序电压基波分量，并利用其三次谐波增量作为制动量，来鉴别发电机匝间 短路；包含以下步骤发电机机端专用TV的开口三角形输出分两路输入至保护装置， 一路为零序电压基波通道， 一路为零序电压三次谐波通道；基波通道采
用硬件滤波及软件傅氏算法滤除三次谐波分量，三次谐波通道采用硬件滤波电路及软件傅氏算法滤除基波分量；基波分量与三次谐波分量采用比例制动特性 构成发电机匝间保护的灵敏段判据；灵敏段判据与只反映基波零序电压的次零 敏段判据以及采用电压平衡原理的TV断线闭锁、负序功率方向闭锁一起构成完 整的发电机定子匝间保护动作逻辑。
前述的三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在于所述的基波分量 与三次谐波分量采用比例制动特性构成发电机匝间保护的灵敏段判据，动作判 据为
<formula>complex formula see original document page 5</formula>
式中3U0、 3U0.3l,分别为为零序电压基波和三次谐波的计算值；
3U0.3l为定值灵敏段动作电压定值；K为三次谐波制动系数;U0.3为
三次谐波额定值。
前述的三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在于所述的只反映基 波零序电压的次零敏段判据，动作判据为3U0>3UOh
式中3U0为零序电压基波计算值；3f^为次灵敏段动作电压定值。 前述的三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在于所述的采用电压平衡原理的TV断线闭锁，其原理为通过比较两组TV的压差，并结合负序电压
来判别哪一组TV断线。
前述的三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在于所述的采用电压
平衡原理的TV断线闭锁，对专用TV和普通TV进行比较，当专用TV与普通
TV的压差大于定值且普通TV的负序电压小于定值，则判为专用TV断线；而 普通TV的负序电压大于定值，则判为普通TV断线。
本发明的有益效果是本发明具有较高的灵敏度，可反映轻微的定子匝间
短路，而在外部故障时，由于存在制动，防误动的可靠性高。
图1是三次谐波增量制动专用定子匝间保护交流接入回路示意图
图2是三次谐波增量制动专用定子匝间保护逻辑框图3是采用电压平衡原理的TV断线闭锁的逻辑框图。
具体实施方案
以下结合附图，对本发明作具体的说明如下
三次谐波增量制动专用定子匝间保护的交流接入回路如图1所示。发电机 机端专用TV开口三角形的输出分两路进入保护装置，一路是零序电压基波通道， 一路是零序电压三次谐波通道。基波通道和三次谐波通道相互独立，采用硬件 滤波回路和软件傅氏滤波算法滤去零序电压基波通道的三次谐波分量，滤去三 次谐波电压通道的基波分量。保护采用两段式灵敏段和次灵敏段。次灵敏段 仅反应基波零序电压的大小，其动作判据如下式<formula>complex formula see original document page 6</formula>式中3U。为基波零序电压计算值；3UohA为次灵敏段动作电压定值。
灵敏段采用三次谐波增量制动的方式，三次谐波增量与基波零序电压采用
比例制动的特性，其动作判据如下式所示
<formula>complex formula see original document page 6</formula> 式中3U。、 3UO30,分别为为零序电压基波和三次谐波的计算值
3U,为定值灵敏段动作电压定值；^为三次谐波制动系数；C/。^为
三次谐波额定值。
为防止专用TV —次断线时保护误动，引入采用电压平衡原理的TV断线闭
锁。其逻辑框图如图3所示。
图中ΔUab，ΔUbc,ΔUca——专用TV与普通TV二次同名相间电压之差；
max{|ΔUab||ΔUbc||ΔUca|}-取ΔUab,ΔUbc,ΔUca中的最大者；
ΔU——整定压差；
U2——普通TV负序电压
其原理为通过比较两组TV的压差，并结合负序电压来判别哪一组TV断线。 对专用TV和普通TV进行比较，当专用TV与普通TV的压差大于定值且普通 TV的负序电压小于定值，则判为专用TV断线；而普通TV的负序电压大于定 值，则判为普通TV断线。
另外，为防止区外故障或其他原因(例如，专用TV回路有问题)产生的纵 向零序电压使保护误动，引入负序功率方向闭锁。负序功率方向判据采用开放 式(即允许式)闭锁。灵敏段判据与只反映基波零序电压的次零敏段判据以及 采用电压平衡原理的TV断线闭锁、负序功率方向闭锁一起构成完整的发电机定 子匝间保护动作逻辑。完整的保护逻辑框图如图2所示。
以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等 同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1、三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在于通过反映发电机纵向零序电压基波分量，并利用其三次谐波增量作为制动量，来鉴别发电机匝间短路；包含以下步骤发电机机端专用TV的开口三角形输出分两路输入至保护装置，一路为零序电压基波通道，一路为零序电压三次谐波通道；基波通道采用硬件滤波及软件傅氏算法滤除三次谐波分量，三次谐波通道采用硬件滤波电路及软件傅氏算法滤除基波分量；基波分量与三次谐波分量采用比例制动特性构成发电机匝间保护的灵敏段判据；灵敏段判据与只反映基波零序电压的次零敏段判据以及采用电压平衡原理的TV断线闭锁、负序功率方向闭锁一起构成完整的发电机定子匝间保护动作逻辑。
2、 根据权利要求1所述的三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在 于所述的基波分量与三次谐波分量采用比例制动特性构成发电机匝间保护的灵 敏段判据，动作判据为式中3仏、3t/,分别为为零序电压基波和三次谐波的计算值；36V为定值灵敏段动作电压定值；尺:为三次谐波制动系数；{/。3，为三次谐波额定值。
3、 根据权利要求1所述的三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在 于所述的只反映基波零序电压的次零敏段判据，动作判据为式中3f/。为零序电压基波计算值；3f^为次灵敏段动作电压定值。
4、 根据权利要求l所述的三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在于所述的采用电压平衡原理的TV断线闭锁，其原理为通过比较两组TV的压差， 并结合负序电压来判别哪一组TV断线。
5、根据权利要求4所述的三次谐波增量制动专用定子匝间保护，其特征在 于所述的采用电压平衡原理的TV断线闭锁，对专用TV和普通TV进行比较， 当专用TV与普通TV的压差大于定值且普通TV的负序电压小于定值，则判为 专用TV断线；而普通TV的负序电压大于定值，则判为普通TV断线。
全文摘要
本发明涉及一种三次谐波增量制动专用定子匝间保护，通过反映发电机纵向零序电压基波分量，并利用其三次谐波增量作为制动量，来鉴别发电机匝间短路；包含发电机机端专用TV的开口三角形输出分两路输入至保护装置，一路零序电压基波通道，一路零序电压三次谐波通道；采用硬件滤波及软件傅氏算法滤除基波通道的三次谐波分量，滤除三次谐波通道的基波分量；基波分量与三次谐波分量采用比例制动特性构成发电机匝间保护的灵敏段判据；灵敏段判据与次零敏段判据以及TV断线闭锁、负序功率方向闭锁一起构成完整的发电机定子匝间保护动作逻辑。本发明具有较高的灵敏度，可反映轻微的定子匝间短路，而在外部故障时，由于存在制动，防误动的可靠性高。
文档编号H02H7/06GK101202436SQ200710191300
公开日2008年6月18日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者吴济安, 莉 李 申请人:国电南京自动化股份有限公司