大型水电厂继电保护应用与改进分析

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1、华中科技大学硕士学位论文1．1引言1绪论进入新世纪后，我国基本上进入大电网、大电厂、高电压输电、高度自动控制的新时代。20多年来，我国电力事业的发展令世人瞩目。至lJ2000年底，我国电力装机总容量己达到3l，932．09万千瓦，全国发电量达至1J136，848，171万千瓦小时，居世界第二位，基本满足了国民经济发展对电力的需要。根据我国电网的远景规划，在jB方火电基地建成之前，我国将形成北部、中部、南方三大联合电力系统，随着长江三峡水利枢纽工程、黄河小浪底水利枢纽工程、二滩水电站等一批大型、超大

2、型水电站的建成投产，至1J2020年以前，一个覆盖全国的统一的联合电网将初具规模[1．21。随着大机组的不断投产，220kV电网的不断完善和扩充，各电网中500kV(包括330kV)主网架的逐步形成和壮大，对继电保护技术的要求也越高。并且各电站机组运行情况各异，接线方式各有不同，对继电保护装置也提出了更加严格考验。对于保护配置来讲，现在继电保护装置的生产厂家众多，产品型号五花Ar]，保护同变电站自动化系统的通信方式也没有固定模式，随厂家的改变而改变。国内市场继电保护配置还没有标准化，因此有必要继续

3、保护装置系列化和标准化的研究。目前，继电保护现场干扰可以说千变万化，但那种抗干扰的措施是切实可行的呢?经济实惠的呢?本文就是根据目前国内的这些状况，通过对发电厂继电保护的工程应用情况，对这两个问题做了一些探讨，为今后继电保护的保护配置和抗干扰提供实践经验。本文详细地介绍了大型水电厂发电机变压器组继电保护、3／2接线方式继电保护及双母带旁母分段接线方式继电保护的基本配置和基本原理，为我国电厂各种继电保护配置提供参考依据。文中通过分析母差保护装置在一次系统故障中的动作情况，解析了母差保护配置的不足之处

4、，提出了详细的改进方案。再利用现场的第一手资料详细地介绍了整个变压器保护微机化改造的工程实施，通过分析变压器保护在现场运行中由于干扰误动的具体情况，提出了可行的技改方案，此改进对今后变压器微机保护的华中科技大学硕士学位论文抗干扰问题及继电保护的有关回路设计、元器件的选型提供了实践经验。1．2继电保护的发展及新技术的应用过去保护总是按功能划分装置，例如电流、电压、频率、高频、重合闸等装置，每个电气设备都要安装一种或数种不同功能的保护装置。如一条220kV的线路，通常需要配置高频保护、距离保护、零序电

5、流保护及重合闸等，这几种保护装置在电路上往往是独立的，都有自己的交流采样和出口跳闸回路，在结构上往往也是独立的，每一种功能的保护装置，单独装在一个箱体内。现代保护通常都是按设备划分装置，例如线路保护、变压器保护、发电机保护、电抗器保护等装置。根据不同的电力设备，配置相应的设备保护装置。例如LFP一901A型微机高压线路保护装置，它包括：主保护、后备保护、重合闸、故障测距等，这四大部分有机的组成一个整体。按设备划分保护装置，具体明了，避免回路重复的优点，还能充分发挥各自保护的功能，同时便于现场人员对

6、保护装置的维护和运行。与此同时，继电保护技术发展趋势也向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势。1．自适应控制技术在继电保护中的应用自适应继电保护的概念始于20世纪80年代，它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适

7、应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣【3】。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点，在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。针对电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过渡电阻的影响、电力系统振荡的影响以及故障发展问题，文献[4】提出了自适应对策，从理论和实践两方面探讨了实现自适应式微机距离保2华中科技大学硕士学位论文护的可行性。文献【

8、5】对自适应原理在输电线路继电保护的应用作了全面的分类描述，使自适应继电保护的原理得到了进一步的发展和完善。文献[6】研究了将自适应继电保护的原理应用于距离保护中，根据系统运行工况的变化，调整距离保护的动作特性，从而提高了距离保护的性能。同时在变压器的主保护中，自适应原理也得到了良好的应用[71【81。例如常用的比率制动式差动保护，就是在普通的纵差保护的原理上，增加自适应功能，自动调节保护的动作电流，因此可以保证外部故障不误动，同时对于内部故障又有较高的灵敏度。2．人工神经网络在继