水轮发电机主保护配置方案设计

以每相7分支的拉西瓦发电机(单机700 MW)主保护的定量化设计为例,说明奇数多分支大型水轮发电机主保护设计与偶数多分支发电机的不同之处:首先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);其次在不增加任何硬件投资的前提下,通过合理选择零序电流型横差保护的构成形式,可以对不完全裂相横差保护的保护性能起到很好的补充作用。相关设计思想将在奇数多分支大型水轮发电机主保护的设计中继续得以验证和完善。     

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。     

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。     

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。     

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     

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。     

多分支大型水轮发电机内部故障主保护的灵敏度分析

多分支大型水轮发电机的内部故障计算及灵敏度分析是确定大型发电机保护的理论依据,文中用一种新的内部故障仿真软件对一台大型水轮发电机内部故障进行计算,并在计算结果的基础上,分析了裂相保护,不完全全纵差保护,单元件模差保护和传统纵差保护等几种主保护的灵敏度,比较其优劣,以期为大型水轮发电机组内部短路主保护的最佳方案选择提供依据。     

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。     

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。     

大型水轮发电机内部故障保护的动模实验研究

与汽轮发电机组相比,大型水轮发电机定子每相绕组的分支数较多,并且各组中性点连接的分支数也可能不同,使得其内部故障保护的性能存在一些差异。文中基于一台模拟大型水轮发电机内部结构和电气特性的模型发电机,采用动态模拟实验对其内部故障保护进行了研究,这些保护包括:完全纵差保护、不完全纵差保护、裂相横差保护和单元件横差保护。在发电机处于不同运行工况下,根据各种保护的动作情况、灵敏度和可靠性的分析和对比结果,对于水轮发电机的内部故障保护性能、主保护方案和保护应用方面均得出了一些有益的结论。     

每相2分支水轮发电机主保护设计特点

以5台每相2分支的水轮发电机的主保护设计为例,说明经定量化设计过程得到的"一横一纵"初步格局(裂相横差 不完全纵差保护)完全不同于传统设计方案(零序电流型横差 完全纵差保护),其他主保护方案的取舍应在定量分析的基础上,依据现有初步格局的性能和发电机中性点侧电流互感器布置的难易程度来决定,以达到主保护设计和电机设计2个方面"综合最优"的目标。     

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。     

大型水轮发电机微机型主保护设计方法再商榷

大型水轮发电机内部短路微机型主保护的设计方法一般仍沿用模拟式保护的做法 ,即装设 1或 2套纵差保护和 1或 2套横差保护 ,前者以机端两相短路校验其灵敏度 ,后者因不清楚定子绕组内部短路的计算方法 ,只能放弃灵敏度校验。这种设计方法不可能真正做到定子绕组各种短路具有双重主保护的要求。对于容量相同的两台水轮发电机 ,不管定子绕组结构的不同 ,互相照搬主保护配置方案 ,为发电机运行带来不安全因素     

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。     

三峡左岸电站VGS水轮发电机组的失步保护

介绍了2003年投产发电的三峡电站水轮发电机组的配套失步保护。结合三峡电厂电气主接线．论述了其水电机组装设失步保护的必要性。重点阐述了失步保护原理、失步逻辑和参数整定。其中,描述了失步多边形特性,并根据阻抗实部的正负变化判别失步振荡。给出了失步保护启动的两个条件．并详细分析了阻抗整定、系统振荡最大滑差频率以及系统振荡次数,为大型水轮发电机组失步保护的正确、合理整定提供了参考,