選擇性Powerformer定子單相接地保護研究.pdf

1、Powerformer是ABB公司研制的一種新型同步發(fā)電機，理論機端輸出電壓高達400kV，可省去升壓變壓器直接與電網(wǎng)并聯(lián)，具有運行效率高、運行壽命長、環(huán)境效益好等優(yōu)點，應用前景廣闊。定子繞組單相接地故障是發(fā)生概率最高的發(fā)電機內(nèi)部故障之一，是匝間故障及更嚴重的內(nèi)部故障的先兆，加之Power former機組的運行特點，定子繞組單相接地故障及故障Powerformer的準確檢測關乎Powerformer機組及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。然而，現(xiàn)階

2、段國內(nèi)外對選擇性Powerformer定子單相接地保護研究相對較少，且現(xiàn)有保護方案存在靈敏性不高與可靠性不強等不足。因此，本文對選擇性Powerformer定子單相接地保護展開了研究。
　　本文主要包括五部分內(nèi)容。第一部分首先概述了Powerformer的發(fā)展歷程并對發(fā)電機中性點接地方式進行了探討;隨后概述了傳統(tǒng)發(fā)電機定子單相接地保護的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并指出了現(xiàn)有保護方案的不足;最后概述了選擇性Power former定子單相接地

3、保護的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。第二部分首先介紹了Powerformer的設計特點與運行特點;隨后詳細介紹了Power former的內(nèi)部故障模型。第三部分首先分析了并列運行Power former機組內(nèi)部發(fā)生定子單相接地故障或外部系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時Powerformer機組的零序電流等效網(wǎng)絡，提出了Power former機端零序電流與泄漏電流的提取方案;隨后，根據(jù)Powerformer內(nèi)部故障仿真模型對機端零序電流與泄漏電流提取方案進行了

4、仿真驗證，仿真結果體現(xiàn)了理論分析的正確性與提取方案的有效性。第四部分基于信息融合思想提出了基于系統(tǒng)聚類的選擇性Powerformer定子單相接地保護方案，該保護方案融合了四種故障信息，首先將訓練樣本投射到四維空間，在四維空間中應用系統(tǒng)聚類方法將訓練樣本分為故障類與非故障類，并求出故障聚類中心與非故障聚類中心;隨后，通過比較待測樣本在多維空間中到兩個聚類中心的距離判別待測樣本的類別，進而判別Power former的運行狀態(tài);最后，仿真驗

5、證了保護方案的有效性。第五部分提出了基于判別分析的選擇性Power former定子單相接地保護方案，保護方案首先提取四種判別因子，對訓練樣本進行學習，構造判別模型;隨后，將待測樣本代入判別模型，根據(jù)判別準則判定待測樣本的類別，判定Powerformer的運行狀態(tài);最后，仿真驗證了保護方案的有效性，并通過與其余保護方案的對比體現(xiàn)了該保護方案的優(yōu)越性。
　　仿真結果表明，論文提出的基于系統(tǒng)聚類與基于判別分析的保護方案均能有效完成選擇