大型水电机组保护配置及相关问题研究

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1、大型水电机组继电保护配置及相关问题的研究主要内容2Ø百万千瓦级水电机组保护配置及相关问题研究–百万千瓦级水电机组的特点及其对继电保护的影响–百万千瓦级水电机组保护配置–百万千瓦级水电机组保护关键技术Ø大型抽水蓄能机组保护配置及相关问题研究–大型抽水蓄能机组的特点及其对保护的要求–大型抽水蓄能机组保护配置–大型抽水蓄能机组保护关键技术Ø结语百万千瓦级水电机组的特点3及其对发变组保护的影响(1)Ø机组结构变化Ø发电机参数变化Ø励磁参数变化对保护的影响Ø有效材料利用率提高Ø绝缘监测要求提高百万千瓦级水电机组的特点4及其对

2、发变组保护的影响(2)Ø机组结构变化——特大型水轮发电机–定子绕组分支数很多，且多为“波绕组”•三峡右岸700MW水电，ALSTOM机组，半水冷，每相6分支；东电机组，半水冷，每相5分支；哈电机组，全空冷，每相8分支•龙滩700MW水电，哈电机组，全空冷，每相8分支–中性点引出方式灵活•完全纵差或不完全纵差•裂相横差或不完全裂相横差•高灵敏单元件横差百万千瓦级水电机组的特点5及其对发变组保护的影响(3)–径向尺寸很大，容易出现转子偏心，影响单元件横差保护的灵敏度百万千瓦级水电机组的特点6及其对发变组保护的影响(4)

3、Ø机组结构变化——特大型主变压器–受货物运输条件限制，特大型主变采用3单相变压器组形式–每个绕组有2个引出端，可装设分侧差动，与励磁涌流无关–相间短路几率小，接地短路几率增加–为了提高接地故障灵敏度，宜配置零差保护。百万千瓦级水电机组的特点7及其对发变组保护的影响(5)Ø发电机参数变化–电抗参数(Xd,Xd’,Xd’’)相对增大•发电机的静稳储备减小，在系统受到扰动或者发电机发生失磁故障时很容易失去稳定。•发电机平均异步转矩降低，失磁后异步运行的滑差大，从系统吸收感性无功多，允许异步运行的负载小、时间短。•所以大型

4、机组更需要性能完善的失磁保护。百万千瓦级水电机组的特点8及其对发变组保护的影响(6)Ø发电机参数变化–定子绕组电阻相对减小–定子回路时间常数增大，非周期电流衰减变慢，严重恶化保护用TA的工作特性。–需要选用不易饱和的TA或采取可靠的TA饱和识别判据。百万千瓦级水电机组的特点9及其对发变组保护的影响(7)Ø励磁参数的变化–均采用自并励静态励磁方式。–转子电压通常大于400V，强励时会更高，引出电缆绝缘要求高。–转子接地保护宜单独安装。百万千瓦级水电机组的特点10及其对发变组保护的影响(8)Ø有效材料利用率的提高–惯性

5、时间常数较小•时间常数小，机组易于发生振荡，失步保护需要投入跳闸。–热容量较小，与铜损、铁损之比显著下降•机组的热容量变小，定子过负荷保护、转子过负荷保护、转子表层负序过负荷保护需要投入反时限功能。百万千瓦级水电机组的特点11及其对发变组保护的影响(9)Ø绝缘监测要求提高–定子、转子电压高•700MW级机组定子电压高达23kV–定子、转子绝缘监测要求提高•定子、转子绝缘要求提高，相应的绝缘监测要求提高。•倾向于能在发电机未加励磁或静止的状态下检测定子、转子的绝缘情况。百万千瓦级水电机组保护的配置(1)12Ø机组保护

6、的双重化配置–严格参照技术规程、反措要求–“双主双后”、“主后一体化”配置Ø发电机的主保护–根据发电机中性点引出方式，灵活配置各种差动保护–完全纵差、不完全纵差、完全裂相横差、不完全裂相横差、单元件横差百万千瓦级水电机组保护的配置(2)13Ø主变压器的主保护–装设分侧差动或零序差动Ø发变组的其他保护–定子接地保护：“基波零序电压+三次谐波电压”定子接地保护；注入式定子接地保护–转子接地保护：乒乓式转子接地保护；注入式转子接地保护–突加电压保护–失磁保护–失步保护–后备保护百万千瓦级水电机组保护的配置(3)14Ø参考

7、：700MW水电机组主接线与保护配置**500kVD屏E屏非电量保*护主变、厂主变、厂变保护变保护*主变压器GCB**励磁变高厂变*发电机**A屏B屏C屏**发电机发电机定子接地励磁变励磁变保护保护保护注入电源百万千瓦级水电机组保护的配置(4)15ØA屏、B屏：完成发电机、励磁变的所有电量保护ØC屏、D屏：完成主变、厂变的所有电量保护ØE屏：完成所有非电量保护发电机保护A屏发电机保护B屏变压器保护A屏变压器保护B屏变压器保护C屏RCS-974FGRCS-985RCS-985RCS-985RCS-985发电机保护装置

8、发电机保护装置发电机保护装置发电机保护装置RCS-985U运行运行运行定子接地保护辅助装置T报警断T报警断T报警断VT断线VT断线VT断线运行A跳闸线A跳闸线A跳闸线T报警断VT断线A跳闸线运行报警南瑞继保电气有限公司南瑞继保电气有限公司南瑞继保电气有限公司南瑞继保电气有限公司南瑞继保电气有限公司百万千瓦级水电机组保护的配置(5)16发电机不完全差动保护I发