扩大单元接线发电机选择性复压过流保护研究

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1、第35卷第11期华电技术Vo1．35No．112013年11月HuadianTechnologyNOV．2013扩大单元接线发电机选择性复压过流保护研究李玲。，陈俊(1．国电南京自动化股份有限公司，江苏南京210032；2．南京南瑞继保电气有限公司，江苏南京211102)摘要：现有发电机复压过流保护应用于扩大单元接线方式发电机上存在无选择性的不足。基于异步法发电机选择性复压过流保护原理，判断为发电机区内故障时，复压过流保护按整定延时跳闸，判断为区外故障时，复压过流保护在延时定值基础上增加短延时跳闸，有效解决了扩大单元接线发

2、电机复压过流保护的选择性问题。动态模拟试验结果验证了该方案的有效性。关键词：扩大单元接线；复压过流保护；异步法TA饱和判据；选择性中图分类号：TM772文献标志码：B文章编号：1674—1951(2013)11—0033—02择性复压过流保护方案，可准确识别发电机区内、区0引言外短路故障，实现选择性切机，克服了现有复压过流扩大单元接线是小型水电机组较为常见的主接保护原理在扩大单元接线机组上无选择性的不足，线方式，一般采用“两机一变”或“三机一变”主接线避免了并联运行的非故障发电机误跳闸。动态模拟方式。由于接线方式的特殊性，

3、扩大单元接线机组试验结果验证了该方案的有效性。相比其他机组，发电机定子接地保护和复压过流保1选择性复压过流保护基本原理护存在选择性需求。文献[1]给出了一种扩大单元接线发电机选择性定子接地保护原理，并且已在现图1为三机一变扩大单元接线方式示意图。图场得到应用验证，很好地解决了定子接地保护的选中：cl，c2和G3为同一扩大单元接线下的发电机；择性问题，而扩大单元接线发电机复压过流保护的Tm为主变压器；QF1～QF4为断路器；Tgl，Tg2和选择性问题尚未得到妥善解决。由于扩大单元接线Tg3为发电机中性点接地变压器。r二二h机

4、组存在单台、2台或多台机组并网运行的多种工l⋯J况，方向元件难以整定，经方向元件闭锁的复压过流保护同样难以实现选择性跳闸，当扩大单元接线的任何一台机组发生相问短路故障时，并列运行的所有发电机的复压过流保护均可能动作，从而扩大了跳闸范围，也不利于故障排查。目前，某些水电站采取同一扩大单元接线机组的复压过流保护整定为不同延时的措施，以减小发电机内部相问短路故障时同时跳开所有机组的概率，这种措施只有当延时定值最短的机组故障时才能避免误跳非故障机组，正确动作的概率较低。图1扩大单元接线方式根据相关规程要求，100Mw以下容量发电机

5、的发电机选择性复压过流保护的关键是如何准确继电保护一般按单套配置，主保护和后备保护采用识别发电机区内、区外短路故障。差动保护具有明独立的装置。传统的复压过流保护应用于扩大单元确的选择性，可借助差动电流来识别故障范围。借接线发电机时不具备选择性，在扩大单元接线上某鉴差动保护的异步法TA饱和判据的思路，区台发电机的主保护装置由于硬件异常退出运行时，一旦该台发电机出现内部故障，并列运行的所有发内短路故障时，发电机差动电流和制动电流同时增大；区外短路故障时，若未出现两侧TA传变特性不电机的复压过流保护均可能动作。本文提出了一种基于

6、区内、区外故障判据的选一致，则不会出现差动电流，若出现两侧TA传变特性不一致，发电机差动电流也会滞后于制动电流突收稿日期：2013—06—17变增大。发电机区内、区外故障以机端TA为界限。·34·华电技术第35卷基于以上思路，本文发电机区外短路故障判据toIF由以下2部分构成：sll二二．皇I(1)发电机复压过流保护启动时，发电机差动O．O20．040060．080．100．12O．140．160180．20保护未启动，则判为区外故障；(2)发电机复压过流保护启动时，发电机差动保护也启动，且发电机差动电流工频变化量滞后于0

7、．020．04O．06O．080．100．120．140．16O．180．2O制动电流工频变化量时，则判断为区外故障。判据(1)针对区外故障发电机TA未饱和的情况，而判据(2)针对区外故障发电机机端和中性点00．020．040．06O．08O．100．12O．14O．160180．20侧TA传变特性不一致的情况，当满足判据(1)和判t／s据(2)任一条件时，判断为发电机区外故障，否则判图2发电机区内AB相间短路故障时断为发电机区内故障。的差动和制动电流当判断为发电机区内故障时，发电机复压过流2O1．5‘Wl}保护按照整定的

8、延时出口；而当判断为发电机区外ll0一制动电流}f一jI弋～：Il■05一7⋯7～7≮：：#故障时，发电机复压过流保护出口延时在整定延时00．O20．040．06O．080．10O．12014O．16O．18O．20的基础上再增加一个短延时at(可考虑取0．3～0．50．80．6s)，确保由故障机组的复