新型数字式发电机定子接地保护的研究

摘要

本论文课题是三峡水利枢纽工程成套设备项目中发电机保护研究专题的一个子题,其目标是研制一种新型的发电机定子单相接地保护.论文中首先分析了分电机定子接地故障时电气量的变化规律;概括介绍了目前国内外定了接地保护现状,并对目前广泛应用的几种定子接地保护原理进行了详细的分析,指出了这几种保护原理在实际应用中所存在的问题.然后,提出了一种基于平衡原理的外加电源式定子接地保护.平衡臂的设置使测量量仅反映发电机定子接地阻抗的变化,提高测量分辨率.在算法上消除了定子侧不定电容的影响.在基于平衡原理的保护基础上,结合基波零序分量的保护原理提出了一套完整的微机发电定子接地保护方案.在保护方案中考虑了外加电源故障、PT断线等因素对保护的影响,能够可靠地进行发电机定子接地故障的判别.保护方案能满足不同容量和接地方式的发电机组的定子接地保护要求.并且保护的算法不受发电机中性点接地方式的影响,并对保护的功能程序进行了设计.最后,对基于平衡原理的外加电源式定子接地保护的外加电源电路进行了硬件分析,给出了电路各元件设计的目标和原则.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1定子接地保护概述

§1.2课题简介

§1.3本论文的主要内容

第二章发电机定子接地和定子接地保护

§2.1定子接地故障

§2.2发电机中性点的接地方式

§2.2.1中性点经消弧线圈接地

§2.2.3中性点经接地变压器接地

§2.2.3其他的接地方式

§2.2.4中性点接地方式的性能比较及适用范围

§2.3基于发电机基波零序分量的定子接地保护

§2.4外加电源方式的定子接地保护

§2.4.1基本原理

§2.4.2西门子外加电源式定子接地保护[29]

§2.5小结

第三章基于平衡原理的外加电源式定子接地保护

§3.1保护原理的提出

§3.2平衡臂的作用

§3.3基于平衡原理的理论计算

§3.4仿真分析

§3.4.1仿真软件的介绍[39]

§3.4.2仿真模型

§3.4.3仿真结果分析

§3.5小结

第四章保护方案的分析及软件设计

§4.1保护方案

§4.1.1接地电阻判据

§4.1.2基波零序电压判据

§4.1.3基波零序电流判据

§4.1.4综合式保护方案

§4.1.5保护对于不同机组的适应性

§4.1.6保护对发电机中性点不同接地方式的适应性

§4.1.7保护测量环节的实现和取值原则

§4.2保护方案的软件设计

§4.2.1软件算法

§4.2.2软件框图

§4.2.3软件的可靠性考虑

§4.3 小结

第五章保护的硬件设计

§5.1硬件的基本结构

§5.2硬件保护平台的介绍

§5.3外加电源电路的设计原则

§5.4小结

第六章结论及后续工作

§6.1结论

§6.2后续工作

参考文献

致谢