柘溪250 MW水轮发电机主保护配置方案设计

多分支发电机定子绕组形式的差异导致了发电机不同的内部故障形式,主保护配置方案的设计需要针对具体故障集的整体保护效果展开研究,以确定发电机中性点引出方式和主保护配置原则.文章以湖南省柘溪水力发电厂扩建工程中250 MW水轮发电机为对象,基于实际内部短路故障集内故障的保护效果分析,确定了主保护配置方案,可作相关工程参考.     

柘溪250 MW水轮发电机主保护配置方案设计

多分支发电机定子绕组形式的差异导致了发电机不同的内部故障形式,主保护配置方案的设计需要针对具体故障集的整体保护效果展开研究,以确定发电机中性点引出方式和主保护配置原则。文章以湖南省柘溪水力发电厂扩建工程中250MW水轮发电机为对象,基于实际内部短路故障集内故障的保护效果分析,确定了主保护配置方案,可作相关工程参考。     

水轮发电机定子短路故障形式分析及其算法设计

水轮发电机定子内部故障破坏性强，研究有效的主保护配置方案尤为必要，而主保护配置方案的优化设计又以发电机可能发生的内部短路故障形式分析为基础。目前大型水轮发电机定子绕组普遍采用多分支双层波绕或叠绕的结构，文章针对这2种绕组结构，详细分析了发电机内部可能发生的所有故障形式特点，设计了可形成各自故障集的通用算法，并介绍了该算法在三峡左岸Alstom电机(波绕)和柘溪电站扩建工程发电机(叠绕)定子故障形式分析中的应用。     

论大型发电机微机主保护设计的科学性

迄今大型发电机内部短路主保护习惯配置1或2套纵差保护，并以机端两相短路校验其灵敏系数Ksen,，当Ksen≥2．0时就认为设计性能合格，它能不能对定子绕组短路起保护作用。设计者心中无数，文中以1台540槽水轮发电机可能发生的内部故障类型说明上述做法在运行上存在严重后果，另一种习惯做法是对不同型号的发电机（特别水轮发电机），只要容量相当，不问定子绕组的实际空间布置和结构上的不同，就相互照搬主保护配置主案；通过2台相同容量，不同定子槽数和绕组连接的发电机应采用不同的主保护配置方案，说明上述相互照搬的设计方法是不科学的，并指出关键的问题是正确计算定子绕组内部短路电流。     

上电调相机内部故障分析及主保护配置方案优化设计

大型调相机实际存在定子绕组匝间短路的可能,不装设匝间短路保护将是调相机安全运行的严重隐患。运用"多回路分析法",对上海发电机厂制造的300 Mvar调相机进行了内部故障分析及主保护配置方案的优化设计,分析表明应根据上电调相机中性点侧引出方式的差异而采取不同的主保护配置方案。与基于传统电磁型电流互感器的中性点引出方式及主保护方案相比,基于柔性光学电流互感器的裂相横差保护将彻底改变大型汽轮发电机无完善定子绕组匝间短路保护的现状,且对发电机设计制造影响小,从而为发电机的安全运行提供高质量的保证。     

大型汽轮发电机内部短路仿真及其保护方案

基于多回路理论仿真了大型汽轮发电机定子绕组内部故障时的各电气量并对其内部故障保护方案进行了分析评价,分析结果为配置汽轮发电机内部故障保护方案提供了理论依据。     

一次与二次结合,共创发电机优化设计新方法

通过3台发电机主保护定量化设计结果的对比,说明在大中型发电机定子绕组的初步设计中应考虑发电机中性点侧的引出方式、实际可能发生的内部故障特点和相应的主保护配置方案。发电机设计(一次)与继电保护(二次)工作的分离,存在发电机安全运行的隐患。只有发电机设计与继电保护密切合作,才有可能完成定子绕组的优化设计。     

向家坝和溪洛渡水电站发电机主保护设计总结

溪洛渡和向家坝水电站共安装了26台770～800MW的巨型水轮发电机组(包括5种不同机型,绕组形式和分支数均有所不同)。经发电机主保护定量化及优化设计过程,发现5种发电机虽中性点侧引出方式、保护方案的配置及保护性能相差悬殊,但其主保护设计过程实质上都是将一台偶数或奇数多分支的水轮发电机简化为一台每相2分支或3分支的发电机,分支的合理分组取决于发电机的故障特点和每相分支数;发电机主保护配置方案的性能则决定于所选择的定子绕组形式,应在绕组选型时兼顾发电机设计和继电保护的要求。     

不同型号的发电机应配置不同的主保护

不同型号的发电机，它们的三相绕组有不同的空间布置，发生内部矩路的位置和种类各不相同，相应的主保护配置方案也迥然不同，因此不同型号的发电机有各自的主保护配置方案，不能搬用或套用额定容量相等，额定电压相同（但型号不同）的发电机的主保护配置方案，在掌握了定子绕组内部短路电流的正确计算方法之后，现有的发电机主保护设计 既有必要也有可能逐步完善，提高，以平班发电厂发电机主保护设计为例进行了说明。     

汽轮发电机定子绕组内部故障规律和保护方案的研究

随着电力工业的发展,大容量汽轮发电机内部故障保护的重要性不断增加,迫切需要对汽轮发电机定子绕组内部故障进行深入研究。文中应用编制的电机仿真程序计算发电机在各种内部不对称短路故障情况下的过渡过程,讨论各故障特征量的变化规律。根据动模试验和仿真计算的结果对现有的各种机组保护方案优缺点进行对比分析,最后提出大型汽轮发电机定子绕组内部短路的主保护方案。     

再谈大中型水轮发电机主保护定量化设计的必要性

大中型水轮发电机主保护的定量化设计方法已在三峡、龙滩、拉西瓦、小湾等水电厂得到了应用。随着研究设计工作的深入和工程实践经验的总结,又提出了主保护的定量化及优化设计方法。文中分析了水轮发电机绕组形式对故障特点的影响,归纳总结了典型故障特征,但这种归纳只是为简化设计计算的工作量指明了方向。由于大中型水轮发电机绕组形式的多样性,因此现阶段还难以仅凭发电机的故障特点就决定中性点侧引出方式和主保护的配置方案,而应在全面内部短路分析计算的基础上,再经定量化的设计过程来完成。     

三峡右岸发电机主保护配置方案设计研究总结

为给景洪等后续电站水轮发电机主保护的设计提供借鉴,对三峡右岸发电机主保护配置方案的设计研究进行了总结。通过细化三峡右岸发电机的故障特点来确定其典型故障特征,为主保护配置方案的优化设计明确了方向,同时也大大减少了计算的工作量。文中提出由“完全裂相横差保护 不完全纵差/完全纵差保护”构成“一横一纵”的初步格局,再经定量分析结果决定是否增设零序电流型横差保护,从而确定最终的主保护配置方案,这一设计思想将在偶数分支水轮发电机主保护的设计中继续得以验证和完善。     

大中型发电机主保护方案和配置的定量化设计——发电机内部短路仿真软件的应用

通过2台单机700 MW的发电机（三峡电厂）和2台135 MW的发电机（平班电厂和百色电厂）主保护方案的设计，对现行设计工作中完全凭概念、经验和传统习惯的做法的科学性提出了质疑，究其原因在于没有掌握发电机内部短路的正确分析计算，不得已用机端金属性两相短路来校验保护方案的灵敏度，使得设计者对于所设计的主保护配置方案的性能心中无数。主保护配置方案的定量化设计将主保护方案的性能与发电机实际可能发生的内部短路紧密联系起来，在此基础上，按照“优势互补、综合利用”的原则寻求最佳的主保护配置方案，为大中型发电机的安全运行提供了高质量的保证。平班电厂和百色电厂发电机主保护设计的实例进一步说明在全面的内部短路分析计算的基础上进行主保护配置方案定量化设计的重要性。     

计及故障发生几率的发电机主保护定量化设计

以漫湾二期和景洪发电机主保护设计为例,分析了7种主保护配置方案,主要比较了其中性能较好的2种方案在发电机内部故障时的动作情况及不能动作故障类型,说明在大中型水轮发电机主保护的定量化设计中,除了引入故障的存在几率——发电机实际可能发生的同槽和端部交叉故障,还应考虑内部短路的发生几率。由于不同的主保护配置方案均存在各自的保护死区,在保护死区相差不大的主保护配置方案的抉择中,应倾向于不能动作故障类型发生几率低的主保护配置方案,同时综合考虑其他因素,合理确定最终的主保护配置方案,以兼顾设计的科学性和实用性。     

100～300MW水轮发电机主保护配置方案的优化

以8台水轮发电机的主保护设计为例,对比了传统设计方案和定量化设计方案的性能．说明不能以每相分支数相或容量相等／相近为理由而相互套用或照搬主保护配置方案。由于100～300MW水轮发电机的绕组设计非常灵活,使得实际可能发生的故障特点各不相同．应作内部学冀兰算决定100～300MW水轮发电机的主保护配置方案。     

主设备保护技术发展新动向

国内外大型发电机和高压变压器的主保护设计整定工作一般都不是基于科学的、充分的绕组内部故障分析计算,很多情况下设计工作变成设计人员的主观判断或经验应用,有些技术文件也显得陈旧过时。在发电机内部短路分析计算软件已经国家鉴定之后,完全有条件使发电机(变压器)主保护设计工作定量化、科学化。阻抗保护不能作为大型发变组的绕组近后备保护。我国特有的很少采用零序差动保护的情况应该改正。     

大型发电机变压器保护技术的现状剖析和发展动向

针对国内外电气主设备保护的通病，章指出并分析它们的问题所在，同时给出有效的解决方法。主设备保护工作应该清楚发电机和变压器绕组发生短路的类型和数量、故障位置和短路匝数；大型发电机和变压器主保护一定要做绕组内部短路计算，据此进行保护灵敏度校验，按照“优势互补、综合利用”的原则最终制定主保护配置总方案，使保护设计工作做到定量化和科学性。N(YN)接线绕组的超高压变压器应增设零序差动保护。阻抗保护不宜作为大型发电机变压器绕组的近后备保护。