发电机机端断路器非全相保护新型判据的研究

2012年1月,某蓄能水电厂发电机在轻载运行时,发电机机端断路器(Generator Circuit Breaker, GCB)发生单相断线故障,而相关保护未能及时切除故障,导致故障范围扩大。针对此问题,通过比较分析现有的反时限负序电流保护和基于GCB两侧基波零序电压相角差的GCB非全相保护,提出综合零序电压和负序电流量的GCB非全相保护复合判据。考虑GCB两侧基波零序电压故障特征量的幅值、相位变化,提出基于零序电压比值和相量差的GCB非全相保护新型判据。这几种新型判据进一步完善了GCB非全相保护,可在相关电厂得到应用。     

基于断口两侧电压相量差的发电机机端断路器非全相保护

抽水蓄能机组和燃气轮机组的机端断路器(GCB)分合操作频繁,易发生非全相故障,且并网初期和解列时尚无保护功能可快速检测出该问题。文中采用对称分量法分析单机无穷大系统非全相故障时的断口两侧电压量特征,提出了基于断口两侧电压相量差的GCB非全相保护新原理,并通过动模实验加以验证。该原理不依赖电流量大小和断路器三相不一致接点,且不受电压互感器断线影响,可快速检测机组并网初期和解列时的GCB非全相故障。该原理已在广州抽水蓄能电站4台300 MW机组上投入使用,运行情况良好。     

高压断路器非全相保护浅析

针对中国高电压等级的电力系统的运行工况,阐述了配置高压断路器非全相保护的必要性.结合非全相保护判据,通过对不同类型的非全相保护方法进行了分析和比较,归纳出其各自的优缺点以及不同的应用场合.与此同时,对非全相故障的原因进行了相关的探讨,并结合一起四川省某变电站的开关非全相保护动作而跳闸的案例来作分析,希望所做的工作能为此...     

基于电压相量差的发电机GCB失灵保护新原理

大型发电厂普遍安装发电机出口断路器(GCB),当发电机出现内部故障或异常工况时,依照相关规定对应的保护需通过GCB切除发电机,并同时启动GCB失灵保护。由于此时发电机电气量的特殊性及切机方式的多样性,目前工程中采用基于电流判据(相电流、负序电流判据)的GCB失灵保护无法有效检测部分GCB失灵故障。为提高GCB失灵保护动作性能,通过对称分量法构建故障复合序网分析不同GCB失灵故障情况下的电气量特征,在计及发电机灭磁过程的前提下,得出正确动作相GCB两侧基波电压相量差较大,拒动相GCB两侧基波电压相量差为0的结论。基于GCB两侧基波电压相量差的差异,构造基于基波电压相量差的GCB失灵保护判据。为提高轻载情况下GCB失灵保护的可靠性,引入3次谐波电压相量差辅助判据。仿真结果表明,所提保护新原理在不同GCB失灵故障情况下均具有较高灵敏度。     

一起330kV变压器间隙保护动作行为分析

针对一起在系统连续发生单相接地故障状态下,变压器中性点间隙被多次击穿,最终导致变压器中性点间隙过流保护动作的事故过程,根据故障录波图详细分析了中性点零序电压及间隙电流产生的原因,并对双回线路不同运行方式下非全相运行状态时零序电流进行了理论分析和仿真计算。根据理论分析及仿真计算结果,论证了在非全相状态下所产生的持续零序电压和零序电流是变压器间隙零序电流保护动作的主要原因,并提出了避免类似事故的切实可行的防范措施。     

发变组启动失灵保护负序电流判据整定值的选择

通过使用不对称分量法和故障过程中负序网络图,计算发变组主开关在一相拒合和一相拒分两种不同非全相过程中的负序电流量,比较发电机所能承受负序能力情况,分析发变组启动失灵保护负序电流判据整定计算与保护的灵敏度之间的关系,提出发变组启动失灵保护负序电流判据整定计算依据的建议,并提出了在发电机非全相时运行单位的处理措施和注意事项.     

基于模型的变压器保护判据分析与改进

对基于模型的变压器保护原理作了分析并提出了新判据。电流暂态波形波动较大时,用差分代替微分会造成很大误差,可能造成保护误动。利用积分法构成了新型的保护判据,给出了新判据的计算公式并讨论了定值的选取。变压器在正常运行、外部故障、空载合闸、内部故障、带内部故障空载合闸等工况下的数字仿真结果表明,新判据不易受电压、电流波形波动的影响,计算简单,可以可靠、快速识别变压器内部故障。     

低频分量导致并联高抗匝间保护误动机理分析

匝间保护是高压并联电抗器匝间短路的主保护,主要由零序阻抗判据和分相阻抗判据构成。在线路单相接地故障跳闸后,高抗对应相与线路电容发生低频振荡,可能导致高抗匝间保护误动。本文深入分析了低频分量对高抗饱和的作用机理及其对匝间保护的影响,同步阐释了线路非全相状态对零序阻抗判据的影响,提出了高抗匝间保护优化方案,并进行了仿真验证...     

断路器非全相保护误动故障排查及对策

在实践中,断路器非全相保护未能得到应有的重视。分析了非全相保护的原理及装设要求。针对两起220 kV断路器的非全相保护误动故障,介绍了故障原因排除法查找的具体过程及故障原因的最终确定,提出了防止断路器非全相保护误动作的对策。     

基于补偿电压故障分量的纵联方向保护原理与仿真研究

根据负序、零序、正序突变量及相间突变量等在故障分量叠加网络中的分布情况,该文提出了基于上述各种故障分量的一系列方向保护判据.这些判据利用故障后母线电压故障分量与补偿电压故障分量幅值的相互关系来判别故障点的方向.根据各判据的特点,从实用化角度考虑,提出了基于补偿电压故障分量的综合纵联方向保护原理.并按照故障发展的不同时段分别投入不同的保护判据,综合构成了完善的纵联方向保护方案.文中还进一步分析了该系列判据的动作特性以及灵敏度问题.仿真结果表明,由该系列方向保护判据构成的纵联方向保护具有原理简单可靠、动作速度快、灵敏度高、容易实现等优点,能适应于系统中各种复杂故障工况,如：故障发展、复故障、弱馈、高阻接地、非全相以及系统振荡等.     

沙角C电厂发电机出口断路器非全相保护研究

针对沙角C电厂660MW机组发电机出口断路器的非全相保护只配置有报警回路而没有配置跳闸回路的情况,对发电机出口断路器保护存在的问题进行了分析,提出了改进方案。改进方案从功能实现、保护配置及防止误动等方面进行了综合考虑,使发电机出口断路器的非全相保护得到进一步的完善。     

改进的乒乓式转子接地保护在无刷励磁发电机中的应用

无刷励磁发电机通常采用单端注入式原理构成转子一点接地保护,针对该保护无法计算接地故障位置的问题,提出采用自动举刷方式改变转子绕组的引出方式(由固定负端引出变更为正负两端均引出),进而采用双端注入直流电压的乒乓式原理构成转子一点接地保护.给出了改进的乒乓式接地保护原理、接地电阻计算方法和保护动作判据,并采用Matlab/Simulink软件构建转子一点接地故障仿真模型.仿真试验结果表明,改进的乒乓式转子特地保护能够满足无刷励磁发电机实际运行需要的精度和灵敏度.     

基于相关度的发电机采样值差动保护

提出利用发电机机端和中性点侧电流的采样值波形的相关度来区分内部相间故障和外部故障。分析了数据窗的长度，两侧电流的幅值、相位，以及采样的同步对相关度的影响。利用短数据窗来连续计算相关度，并根据多点相关度的情况可以清楚地区分内部相间和外部故障。提出了基于相关度的发电机采样值完全纵差保护新判据，理论分析和仿真验证了该判据能够快速、可靠地切除内部故障；外部故障时，即使电流互感器严重饱和也不会误动。基于这种方法的判据能够在小于1／4周期内可靠动作，且不受频率偏移的影响。     

扩大单元接线发电机定子接地保护方案

指出现有定子接地保护应用于扩大单元接线方式发电机上的不足，提出基于零序方向元件的选择性定子接地保护方案。采用发电机机端零序电流、接地变压器二次侧电流以及发电机零序电压构造零序方向元件，零序方向元件的动作边界可灵活整定，能够准确判断发电机区内、区外单相接地故障。该方案已应用到微机型发电机保护装置中，现场模拟试验结果证明了该方案的有效性和可靠性。     

一种发电机差动保护的新方案

比率制动式发电机差动保护在运行中的问题,主要是电流互感器在外部短路暂态过程中因为饱和效应可能产生误动作;此外,定子绕组短路时发电机一侧可能存在不大的穿越性电流,影响保护动作的灵敏性.本文提出一种改进的基于小矢量算法的发电机差动保护新方案.该方案根据内部故障和外部故障时故障电流特性的不同,使用小矢量算法,对故障性质做出初步判断,并根据不同的故障状态选择合适的制动电流.该方案与传统的差动保护方案相比,提高了可靠性和灵敏度.