本發(fā)明涉及抽水蓄能控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于SFC系統(tǒng)的接地保護(hù)裝置及其保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

抽水蓄能電站靜止變頻器（SFC）是利用晶閘管將工頻交流電輸入變成連續(xù)可調(diào)的變頻交流電輸出裝置，可將發(fā)電電動機(jī)從靜止態(tài)拖動至額定轉(zhuǎn)速，是目前大型抽水蓄能電站抽水方向啟動的首選方式。靜止變頻器包括兩組三相橋式可控硅,一組用于整流另一組用于逆變,也被稱作可逆可控橋(即格里茲橋),電網(wǎng)系統(tǒng)電源經(jīng)過可逆可控橋,達(dá)到控制機(jī)組的輸人電流從而將機(jī)組轉(zhuǎn)動起來,并控制機(jī)組的轉(zhuǎn)速以利于機(jī)組的同期并列，接線框圖如圖1所示，SFC系統(tǒng)包整流器、逆變器和位于整流器和逆變器之間的DC電抗器和控制器，外部電網(wǎng)經(jīng)諧波過濾器、輸入變壓器與整流器的輸入側(cè)連接，逆變器與發(fā)電機(jī)組連接，控制器控制整流器和逆變器。全控橋的整流端,可以等同為一個(gè)電動勢或反電動勢和一個(gè)二極管的串聯(lián)回路,二極管規(guī)定了直流電流的方向。直流電壓的大小和方向由閉環(huán)控制裝置監(jiān)控,當(dāng)電壓為正時(shí),它是一個(gè)整流橋；當(dāng)電壓為負(fù)時(shí),它是一個(gè)逆變器,直流電經(jīng)逆變后以相應(yīng)頻率交流電送人電機(jī)。同時(shí),全控橋自動換相須有一個(gè)合適的交流電壓,所以SFC拖動機(jī)組被分為兩個(gè)階段,即低速運(yùn)行階段(O-5Hz)和高速運(yùn)行階段(5-50Hz)。SFC拖動機(jī)組分兩個(gè)階段：1）在拖動機(jī)組運(yùn)行在5Hz以下時(shí)，閘刀開關(guān)合于旁路側(cè)；2）在拖動機(jī)組運(yùn)行在5Hz以上時(shí)，閘刀合于輸出變側(cè)。仙游電站機(jī)組及SFC均設(shè)置了接地保護(hù)，接地保護(hù)用于檢測接地故障，及時(shí)跳開電氣回路以避免發(fā)電機(jī)及其他電氣設(shè)備絕緣破壞；設(shè)置SFC接地保護(hù)的同時(shí)需防止SFC拖動機(jī)組運(yùn)行時(shí)與機(jī)組接地保護(hù)裝置形成兩點(diǎn)接地導(dǎo)致保護(hù)誤動。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對以上不足之處，提供了一種用于SFC系統(tǒng)的接地保護(hù)裝置及其保護(hù)方法，保證SFC安全可靠地運(yùn)行，避免在SFC在拖動過程接地保護(hù)誤動作的情況。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是：一種用于SFC系統(tǒng)的接地保護(hù)裝置，所述SFC系統(tǒng)包括一整流器G1、逆變器G2、位于整流器和逆變器之間的直流電抗器LS以及用于控制整流器和逆變器的SFC控制器，所述整流器G1的輸入側(cè)經(jīng)輸入變壓器與外部電網(wǎng)連接，所述逆變器G2與拖動機(jī)組SM連接；位于所述整流器G1的輸入側(cè)外部電網(wǎng)的三相電壓互感器的中性點(diǎn)短接，并且經(jīng)一接地電阻R接地；還包括用于檢測接地電阻R兩端電壓的電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊與所述SFC控制器電連。

進(jìn)一步的，所述接地電阻R的一端還經(jīng)一隔離開關(guān)Q1與電壓互感器T1中性點(diǎn)連接，所述隔離開關(guān)與所述SFC控制器電連。

進(jìn)一步的，所述逆變器G2經(jīng)一閘刀開關(guān)Q2與逆變器G2的輸出變側(cè)和旁路側(cè)連接，所述逆變器G2的輸出變側(cè)經(jīng)一輸出變壓器T2與拖動機(jī)組SM電連，所述旁路側(cè)的一端與閘刀開關(guān)Q2連接，另一端與拖動機(jī)組SM連接。

本發(fā)明還提供了一種如上述所述的用于SFC系統(tǒng)的接地保護(hù)裝置的保護(hù)方法，通過電壓檢測模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測接地電阻R的電壓；在拖動機(jī)組運(yùn)行在5Hz以下時(shí)，閘刀開關(guān) Q2合于旁路側(cè)時(shí)，斷開隔離開關(guān)Q1，關(guān)閉接地保護(hù)；當(dāng)機(jī)組運(yùn)行在5Hz以上，閘刀開關(guān)Q2合于輸出變側(cè)時(shí)，合上隔離開關(guān)Q1，使接地保護(hù)正常投入。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果：SFC在整流器G1輸入側(cè)設(shè)置了接地保護(hù)，其原理是將三相PT中性點(diǎn)短接并經(jīng)接地電阻R接地，SFC控制器通過檢測接地電阻電壓判斷是否有接地故障；當(dāng)閘刀開關(guān)Q2合與旁路側(cè)時(shí)，可斷開隔離開關(guān)Q1，暫時(shí)退出SFC系統(tǒng)接地保護(hù)，避免出現(xiàn)因兩點(diǎn)接地導(dǎo)致保護(hù)誤動的情況。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。

圖1為現(xiàn)有SFC系統(tǒng)原理圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的SFC接地保護(hù)系統(tǒng)原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1～2所示，本實(shí)施例的一種用于SFC系統(tǒng)的接地保護(hù)裝置，所述SFC系統(tǒng)包括一整流器G1、逆變器G2、位于整流器和逆變器之間的直流電抗器LS以及用于控制整流器和逆變器的SFC控制器，所述整流器G1的輸入側(cè)經(jīng)輸入變壓器與外部電網(wǎng)連接，所述逆變器G2與拖動機(jī)組SM連接；位于所述整流器G1的輸入側(cè)外部電網(wǎng)的三相電壓互感器T1的中性點(diǎn)短接，并且經(jīng)一接地電阻R接地；還包括用于檢測接地電阻R兩端電壓的電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊與所述SFC控制器電連。

從上述可知，本發(fā)明的有益效果在于：當(dāng)Q2合于旁路側(cè)時(shí)，SFC輸出側(cè)直接與拖動機(jī)組相連，拖動回路存在兩個(gè)接地點(diǎn)，拖動機(jī)組定子接地保護(hù)外加的20Hz電源易與SFC保護(hù)電阻R形成環(huán)流，環(huán)流流經(jīng)接地電阻R并引起其電壓異常變化，該電壓變化將導(dǎo)致SFC系統(tǒng)接地保護(hù)誤動；而當(dāng)Q2合于輸出變側(cè)則不存在該問題。所述的SFC控制器包括處理單元、儲存單元和若干個(gè)輸入/輸出插板構(gòu)成，用于監(jiān)控和保護(hù)內(nèi)部元件和相連的外部設(shè)備，當(dāng)檢測到接地故障時(shí)，通過SFC控制器立即或延時(shí)關(guān)斷網(wǎng)橋和機(jī)橋，并且發(fā)出報(bào)警信號或跳閘信號。

在本實(shí)施例中，所述接地電阻R的一端還經(jīng)一隔離開關(guān)Q1與電壓互感器T1中性點(diǎn)連接，所述隔離開關(guān)與所述SFC控制器電連。為避免機(jī)組在5Hz以下運(yùn)行時(shí)接地保護(hù)誤動降低SFC拖動成功率，需在接地電阻R上端設(shè)置隔離開關(guān)Q1，當(dāng)拖動機(jī)組運(yùn)行在5Hz以下（Q2合于旁路側(cè)）時(shí)斷開隔離開關(guān)Q1，暫時(shí)退出SFC系統(tǒng)接地保護(hù)。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行在5Hz以上（Q2合于輸出變側(cè)）時(shí)，SFC與被拖動機(jī)組經(jīng)輸出變隔離，不會出現(xiàn)兩點(diǎn)接地導(dǎo)致保護(hù)誤動的情況，此時(shí)合上隔離開關(guān)Q1使接地保護(hù)正常投入。

在本實(shí)施例中，所述逆變器G2經(jīng)一閘刀開關(guān)Q2與逆變器G2的輸出變側(cè)和旁路側(cè)連接，所述逆變器G2的輸出變側(cè)經(jīng)一輸出變壓器T2與拖動機(jī)組SM電連，所述旁路側(cè)的一端與閘刀開關(guān)Q2連接，另一端與拖動機(jī)組SM連接。圖2中SM為被拖動機(jī)組，設(shè)置了外加電源定子接地保護(hù)，通過向定子回路與地之間加入20Hz外加電源檢測定子繞組與大地之間阻值的變化來判別定子接地故障。

本發(fā)明還提供了一種如上述所述的用于SFC系統(tǒng)的接地保護(hù)裝置的保護(hù)方法，通過電壓檢測模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測接地電阻R的電壓；在拖動機(jī)組運(yùn)行在5Hz以下時(shí)，閘刀開關(guān) Q2合于旁路側(cè)時(shí)，斷開隔離開關(guān)Q1，關(guān)閉接地保護(hù)；當(dāng)機(jī)組運(yùn)行在5Hz以上，閘刀開關(guān)Q2合于輸出變側(cè)時(shí)，合上隔離開關(guān)Q1，使接地保護(hù)正常投入。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種用于SFC系統(tǒng)的接地保護(hù)裝置及其保護(hù)方法，保證SFC安全可靠地運(yùn)行，避免在SFC系統(tǒng)在拖動過程接地保護(hù)誤動作的情況。

上列較佳實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。