平班水电站发电机主保护配置方案的定量化和优化设计

利用平班发电机内部故障的仿真计算结果,对平班发电机主保护配置方案进行定量化分析和优化设计,确定主保护方案为零序电流型横差保护、裂相横差保护和完全纵差保护的组合。     

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。     

奇数多分支大型水轮发电机主保护设计的特点

为保证大型发电机组的安全运行,在工程实践经验积累的基础上,有必要对发电机主保护配置方案的定量化设计过程进行归纳总结,以使其更好地服务于工程实践。该文以百色(135MW)、乐滩(150MW)、凤滩(200MW)、瓦屋山(130MW)、彭水(350MW)、拉西瓦(700MW)电站的6台水轮发电机的主保护设计为例,说明奇数多分支水轮发电机主保护的设计过程可归纳为一个每相3分支的水轮发电机主保护配置方案的设计,应立足于如何使用不完全裂相横差保护,即根据发电机实际可能发生的故障特点,舍弃每相某一分支的同时实现对剩余偶数分支的合理分组(相邻或相隔方式);相关设计规则的总结为奇数多分支大型水轮发电机主保护配置方案的定量化设计明确了方向,同时也显著地减少了设计计算的工作量。应用该方法可进一步简化发电机主保护配置方案的定量化设计过程。     

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。     

锦屏二级水电站发电机主保护设计

结合锦屏二级水电站水轮发电机的特性,通过对水轮发电机全面的内部短路分析计算、定量化的设计过程,完成了主保护配置方案的设计,保护方案性能优异。实现了水轮发电机保护无动作死区,而且对所有实际可能发生的内部故障有2种及以上不同原理的主保护灵敏动作,为大型水电站水轮发电机的安全运行提供了可靠保证。     

龙羊峡和拉西瓦水电站多分支发电机主保护设计对比

在吸取国外大型水电站发电机主保护设计成功经验的基础上，龙羊峡水电站在国内首次采用多回路分析法计算发电机内部短路，以校验保护灵敏度，现场运行已证明龙羊峡发电机主保护设计的正确性。随着发电机主保护设计技术的发展，拉西瓦水电站发电机主保护设计则是在全面的内部短路分析计算的基础上，经定量化的设计过程而完成。针对该奇数多分支发电机的故障特点，首先采用相隔引出方式构成不完全裂相横差保护，然后通过合理选择零序电流型横差保护以形成对不完全裂相横差保护性能的补充;差动保护用TPY型电流互感器的正确选型，为上述主保护配置方案     

发电机内部故障仿真分析软件的应用实例

过去，由于没有掌握发电机内部短路的正确分析和计算方法，广大设计人员虽然对现行主保护方案设计工作中完全凭概念、经验和传统习惯做法的科学性心存疑虑，也只好沿用传统做法，使主保护设计水平停滞不前，给发电机的安全运行带来严重隐患。现在，发电机内部故障分析软件已经过国家鉴定，有可能也有必要推广主设备主保护设计的新思路和新方法，亦即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。虽然要求设计人员（包括整定计算的运行人员）花费较多的精力     

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。     

三峡电站水轮发电机主保护设计回顾与展望

在总结三峡左岸电站发电机主保护设计运行成功经验的基础上,对三峡右岸发电机通过全面的内部短路分析计算、定量化的设计过程完成了主保护配置方案的设计,保护方案性能优异。所提出的由“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的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,为大型发电机组的安全运行提供可靠的保证。     

1000MW汽轮发电机主保护及中性点引出方式设计研究

鉴于1000MW汽轮发电机组在电力系统中的重要地位，决不能简单照搬或沿用300MW及600MW汽轮发电机组的主保护配置方案。文中提出了2种新型中性点引出方式及主保护方案的配置，经对东方电机股份有限公司1000MW汽轮发电机内部短路故障进行分析计算，发现其保护性能均优于传统的发电机中性点引出方式及主保护配置方案。为了降低技改难度并积累工程经验，应首先选择汽轮发电机按照新型中性点引出方式2进行技改，以确保大型汽轮发电机组的安全运行；但该方案仍需电机制造和运行部门予以高度重视和支持，才能最终实现。     

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。     

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。     

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。     

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。     

大中型发电机主保护配置方案定量化及优化设计的重要性

大中型发电机主保护配置方案的设计是一个多目标的工程优化设计问题,必须兼顾设计的科学性和实用性,为此应根据发电机定子绕组结构的不同而采取不同的优化设计过程,不能以容量相等或相近为理由而互相搬用主保护配置方案。掌握发电机定子绕组内部故障的仿真计算方法是主保护配置方案定量化及优化设计的基础。以实际工程为例。运用多回路分析法进行内部故障的仿真,在定量分析基础上得到了设计简单且性能优越的主保护配置方案,并通过定量和定性分析指出其连接方式也取决于实际可能发生的内部故障特点。     

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。     

RCS-985大型发变组微机保护在伊敏电厂的应用

结合新型发变组保护装置RCS－985的功能特点，介绍了伊敏电厂2号500MW发变组实现双套主保护，双套后备保护，双套异常运行的保护配置方案，详细论述了发电机内部故障主保护多重化配置的特点， 双主双后配置方案回路简单，可靠性高，运行维护方便的优点，指出双主双后的发变组保护方案将成为大机组微机保护的选型趋势。     

龙滩发电机主保护配置方案

大型发电机内部故障主保护配置方案需要通过定量化设计来确定。对于多分支的水轮发电机,可以采用多种中性点引出方式,相应主保护的构成方式和组合方案数目巨大,很难通过"穷举法"获得最优的配置方案。文中通过分析龙滩发电机绕组结构和内部故障的特点,发现适当地选择中性点引出方式可以减小保护死区,从而大大减小了设计工作量。在此基础上,对龙滩发电机进行了主保护配置方案的定量化设计,最终提出了保护范围大、双重化程度高、工程上也易于实现的配置方案。     

规范大中型发电机主保护设计的方法

针对现有发电机主保护设计方法的不科学性 ,提出新的设计思路、步骤和方法 ,彻底改变了以往完全凭概念、经验和传统习惯的做法 ,逐步做到主设备继电保护设计工作的定量化 ,即以正确的发电机内部短路分析计算为基础 ,校核各种主保护方案的灵敏系数 ,由此择优确定发电机定子绕组中性点侧的分支引出方式 ,结合电机的实际情况和各种保护方案的优缺点 ,按照“优势互补、综合利用”的原则 ,最终确定该发电机主保护的配置方案