本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)裝置，尤其涉及一種基于光學(xué)電流互感器的發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)系統(tǒng)，屬于電機(jī)智能保護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障主保護(hù)包括完全縱差保護(hù)、不完全縱差保護(hù)、裂相橫差保護(hù)、單元件橫差保護(hù)等，除完全縱差保護(hù)外其余差動(dòng)保護(hù)都需要采集分支電流。目前的多分支發(fā)電機(jī)組主要有汽輪發(fā)電機(jī)組、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、核電機(jī)組、水輪發(fā)電機(jī)組、抽水蓄能發(fā)電機(jī)組等，其主保護(hù)配置如下：

①汽輪發(fā)電機(jī)組、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組和核電機(jī)組：一般為雙Y分支機(jī)組，分支繞組不出機(jī)殼，電磁式CT不能在分支上安裝，僅能安裝測(cè)量中性點(diǎn)總電流的互感器。因此，僅配置完全縱差保護(hù)，定子繞組匝間短路故障保護(hù)配置薄弱。

②水輪發(fā)電機(jī)組和抽水蓄能發(fā)電機(jī)組：分支數(shù)較多，受安裝空間及分支間距限制，一般將所有分支分成兩到三組，然后在各分支組上安裝電磁式CT。由于不能獲取各單個(gè)分支電流，差動(dòng)主保護(hù)配置仍然受到限制，經(jīng)定量化內(nèi)部故障分析后的擇優(yōu)主保護(hù)方案仍非最佳主保護(hù)方案。

光學(xué)電流互感器的一次傳感器可制成光纜形式，方便的纏繞在任何形狀的一次導(dǎo)體上，可以適應(yīng)電廠中導(dǎo)體直徑較大的需求。同時(shí)傳感光纜對(duì)體積小，可以實(shí)現(xiàn)狹小空間的安裝，非常適宜于安裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)分支上，可以解決電磁式CT安裝受限的問題，極大的提高發(fā)電機(jī)保護(hù)配置的靈活性。結(jié)合定量化內(nèi)部故障分析技術(shù)，可以為發(fā)電機(jī)組提供最優(yōu)的主保護(hù)方案。另外，光學(xué)電流互感器具有無飽和、測(cè)量精度高、測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍廣、傳變特性好等特點(diǎn)，也可以顯著提高差動(dòng)保護(hù)性能。

隨著數(shù)字化變電站中光學(xué)電流互感器的廣泛應(yīng)用，光學(xué)電流互感器在可靠性、穩(wěn)定性、測(cè)量精度方面日益成熟，積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為其在電廠中的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)的不足提供了一種基于光學(xué)電流互感器的發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案

一種基于光學(xué)電流互感器的發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置，分別設(shè)置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線端和中性點(diǎn)側(cè)導(dǎo)體處的光學(xué)電流互感器，以及與每個(gè)光學(xué)電流互感器一一對(duì)應(yīng)連接的光學(xué)互感器采集單元，其中，每個(gè)光學(xué)互感器采集單元的輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的輸入端。

作為本實(shí)用新型一種基于光學(xué)電流互感器的發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述發(fā)電機(jī)定子繞組的中性點(diǎn)側(cè)導(dǎo)體為在具有N個(gè)并聯(lián)分支的發(fā)電機(jī)定子繞組的所有中性點(diǎn)分支或任選M個(gè)中性點(diǎn)分支的三相導(dǎo)體，其中M=1，2…N-1，N為正整數(shù)。

作為本實(shí)用新型一種基于光學(xué)電流互感器的發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述發(fā)電機(jī)定子繞組的中性點(diǎn)側(cè)導(dǎo)體為在組合后的所有K個(gè)并聯(lián)分支組或任選L個(gè)并聯(lián)分支組的三相導(dǎo)體，其中L=1，2，3…K-1，K為正整數(shù)。

作為本實(shí)用新型一種基于光學(xué)電流互感器的發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述發(fā)電機(jī)定子繞組的中性點(diǎn)側(cè)導(dǎo)體為具有N個(gè)并聯(lián)分支的發(fā)電機(jī)定子繞組中任選的X個(gè)分支導(dǎo)體和在所有K個(gè)并聯(lián)分支組中任選的Y個(gè)分支組導(dǎo)體，其中X=1，2，3…N；Y=1，2，3…K，N、K均為正整數(shù)。

作為本實(shí)用新型一種基于光學(xué)電流互感器的發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述發(fā)電機(jī)定子繞組的中性點(diǎn)側(cè)導(dǎo)體為定子繞組兩個(gè)中性點(diǎn)之間的導(dǎo)體。

作為本實(shí)用新型一種基于光學(xué)電流互感器的發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述的光學(xué)電流互感器為全光纖型電流互感器。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1.本實(shí)用新型解決了電磁式CT在發(fā)電機(jī)組中性點(diǎn)側(cè)安裝受限的問題，極大的提高了發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的靈活性；

2.本實(shí)用新型結(jié)合定量化內(nèi)部故障分析技術(shù)，可以為發(fā)電機(jī)組提供有效的保障，另外，光學(xué)電流互感器具有無飽和、測(cè)量精度高、測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍廣、傳變特性好等特點(diǎn)，也可以顯著提高差動(dòng)保護(hù)性能。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型全分支安裝光學(xué)電流互感器方案示意圖；

圖2是本實(shí)用新型所有分支組安裝光學(xué)電流互感器方案示意圖；

圖3是本實(shí)用新型同時(shí)在分支和分支組安裝光學(xué)電流互感器方案示意圖；

圖4是本實(shí)用新型兩個(gè)中性點(diǎn)之間導(dǎo)體安裝光學(xué)電流互感器方式示意圖；

圖5是本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。

一種基于光學(xué)電流互感器的發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置，分別設(shè)置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線端和中性點(diǎn)側(cè)導(dǎo)體處的光學(xué)電流互感器，以及與每個(gè)光學(xué)電流互感器一一對(duì)應(yīng)連接的光學(xué)互感器采集單元，其中，每個(gè)光學(xué)互感器采集單元的輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的輸入端。

其中，發(fā)電機(jī)定子繞組的中性點(diǎn)側(cè)導(dǎo)體有以下幾種情況：

（1）、為在具有N個(gè)并聯(lián)分支的發(fā)電機(jī)定子繞組的所有中性點(diǎn)分支或任選M個(gè)中性點(diǎn)分支的三相導(dǎo)體，其中M=1，2…N-1，N為正整數(shù)。

（2）、為在組合后的所有K個(gè)并聯(lián)分支組或任選L個(gè)并聯(lián)分支組的三相導(dǎo)體，其中L=1，2，3…K-1,K為正整數(shù)。

（3）、為具有N個(gè)并聯(lián)分支的發(fā)電機(jī)定子繞組中任選的X個(gè)分支導(dǎo)體和在所有K個(gè)并聯(lián)分支組中任選的Y個(gè)分支組導(dǎo)體，其中X=1，2，3…N；Y=1，2，3…K。

（4）、發(fā)電機(jī)定子繞組兩個(gè)中性點(diǎn)之間相連的導(dǎo)體。

所述的在發(fā)電機(jī)組中性點(diǎn)側(cè)導(dǎo)體上安裝光學(xué)電流互感器，指的是采用下述四種光學(xué)電流互感器配置方式：

第一種方式：在具有N個(gè)并聯(lián)分支的發(fā)電機(jī)定子繞組的所有中性點(diǎn)分支或任選M個(gè)中性點(diǎn)分支三相導(dǎo)體上安裝光學(xué)電流互感器，其中M=1，2…N-1；

第二種方式：根據(jù)發(fā)電機(jī)定子繞組中性點(diǎn)端部并聯(lián)分支的組合形式，在組合后的所有K個(gè)并聯(lián)分支組或任選L個(gè)并聯(lián)分支組三相導(dǎo)體上安裝光學(xué)電流互感器，其中L=1，2，3…K-1。

第三種方法：在具有N個(gè)并聯(lián)分支的發(fā)電機(jī)定子繞組中任選的X個(gè)分支上安裝光學(xué)電流互感器，同時(shí)在所有K個(gè)并聯(lián)分支組中任選Y個(gè)分支組導(dǎo)體安裝光學(xué)電流互感器，其中X=1，2，3…N；Y=1，2，3…K。

第四種方式：在定子繞組兩個(gè)中性點(diǎn)之間的導(dǎo)體上安裝光學(xué)電流互感器。

所述的光學(xué)電流互感器為全光纖型電流互感器，光學(xué)電流互感器一次傳感器可制成光纜形式，纏繞在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)分支一次導(dǎo)體上，可以適應(yīng)電廠中導(dǎo)體直徑較大的需求。通過在機(jī)端和中性點(diǎn)分支安裝光學(xué)電流互感器，將機(jī)端和分支電流采樣數(shù)據(jù)送至保護(hù)裝置，完成各種差動(dòng)保護(hù)功能。

以某六分支水輪發(fā)電機(jī)組為例進(jìn)行說明，分別對(duì)權(quán)利要求項(xiàng)的四種安裝方式進(jìn)行說明如下：

第一種方式：全分支或部分分支安裝光學(xué)電流互感器方式。如圖1所示為全分支安裝光學(xué)電流互感器方案示意圖，保護(hù)系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)機(jī)端裝上一組光學(xué)電流互感器1，在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)六個(gè)分支上共安裝六組光學(xué)電流互感器2。部分分支安裝光學(xué)電流互感器方案的不同之處在于，根據(jù)定量化內(nèi)部故障分析結(jié)果，選擇性的在相應(yīng)分支上安裝光學(xué)電流互感器，發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)與全分支方案相同。

第二種方式：全部或部分分支組安裝光學(xué)電流互感器方式。如圖2所示為所有分支組安裝光學(xué)電流互感器方案示意圖，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)六個(gè)分支三三組合后構(gòu)成兩個(gè)分支組，第1、2、3分支匯集組成第1分支祖，第4、5、6分支匯集組成第2分支組，保護(hù)系統(tǒng)在兩個(gè)分支組安裝兩組光學(xué)電流互感器4，并在發(fā)電機(jī)機(jī)端安裝一組光學(xué)電流互感器3。部分分支組安裝光學(xué)電流互感器方案的不同之處在于，根據(jù)定量化內(nèi)部故障分析結(jié)果，選擇性的在相應(yīng)分支組上安裝光學(xué)電流互感器。

第三種方式：同時(shí)在分支和分支組上安裝電流互感器方式。假設(shè)經(jīng)過定量化內(nèi)部故障分析后，需要在第1分支組和第4、5、6分支上分別安裝光學(xué)電流互感器，則光學(xué)電流互感器安裝方案如圖3所示。保護(hù)系統(tǒng)在第4、5、6分支上分別安裝一組光學(xué)電流互感器6，在第1分支組上安裝光學(xué)電流互感器組7，并在發(fā)電機(jī)機(jī)端安裝一組光學(xué)電流互感器5。

第四種方式：在兩個(gè)中性點(diǎn)之間的導(dǎo)體上安裝光學(xué)電流互感器方式。假設(shè)經(jīng)過定量化內(nèi)部故障分析后，需要在兩個(gè)中性點(diǎn)之間的導(dǎo)體安裝電流互感器組8成橫差保護(hù)，則光學(xué)電流互感器安裝方案如圖4所示。

不同的光學(xué)電流互感器安裝方式與相應(yīng)的信號(hào)采集裝置、保護(hù)裝置共同構(gòu)成完整的發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，其架構(gòu)示意圖如圖5所示，所有互感器采樣產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)過光纜送至各自的光學(xué)互感器采集單元，采集單元經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字量信號(hào)后接入發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置。

以上所述僅是本實(shí)用新型的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。