水輪發(fā)電機(jī)主保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)論文
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1引出兩個(gè)中性點(diǎn)情況下的主保護(hù)方案
1.1分支組合方式的選擇
根據(jù)柘溪發(fā)電站的4個(gè)并聯(lián)分支的基本情況，本文主要考慮的是12-34、13-24以及14-23這三種分支的組合形式。
1.2橫差保護(hù)分析
在仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們對(duì)各種分支情況下的零序橫差、裂相橫差以及這兩種橫差保護(hù)相互聯(lián)合作用時(shí)候的保護(hù)效果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)整理，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，將零序橫差的保護(hù)選擇為0.04IN，并將其作為動(dòng)作門(mén)檻，裂相橫差的保護(hù)采用比率的制動(dòng)特性，，差動(dòng)的門(mén)檻選擇為0.2IN，斜率為0.3。根據(jù)我們對(duì)零序橫差以及裂相橫差的保護(hù)可動(dòng)作的故障數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，我們可以看出柘溪的橫差保護(hù)具有如下特點(diǎn)：
a.兩種橫差保護(hù)對(duì)同相異分支的故障動(dòng)作的反映靈敏度均不高，個(gè)別的分支的動(dòng)作數(shù)目可以達(dá)到18種，這主要是由于同相異分支短路的匝差太小，大部分不超過(guò)1匝所造成的。
b.同相異分支的短路故障的保護(hù)效果顯示相隔的分支組合要強(qiáng)于其他的組合情況，而這主要是因?yàn)橥喈惙种У亩搪番F(xiàn)象只能夠發(fā)生在相鄰的分支之間，比如第二分支只能夠與第一或者是第三分支發(fā)生同相異分支形式的短路故障，所以采用分支相隔的組合方式具有比相鄰分支組合更強(qiáng)的保護(hù)效果。
c.無(wú)論是零序的橫差還是裂相的橫差對(duì)于異相的短路故障均具有較高的反映靈敏度，這也是因?yàn)橥嗤种еg的短路匝差比較小的緣故。所以柘溪水力發(fā)電站在今后的發(fā)展過(guò)程中需要不斷的加強(qiáng)對(duì)同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護(hù)力度。
d.同時(shí)，仿真的結(jié)果表明，零序橫差以及裂相橫差保護(hù)的故障動(dòng)作效果之間具有較強(qiáng)的互補(bǔ)性，所以為了提高保護(hù)的效果，可以考慮將二者同時(shí)裝設(shè)在同一個(gè)系統(tǒng)中。
1.3縱差保護(hù)分析
我們對(duì)發(fā)電機(jī)組中的各種不同分支的組合方式條件下的縱差保護(hù)的動(dòng)作效果進(jìn)行了效果的統(tǒng)計(jì)與分析，差動(dòng)的門(mén)檻以及斜率的數(shù)值均與以上仿真工作中的條件相同。仿真的結(jié)果表明，縱差保護(hù)具有如下特點(diǎn)：a.完全的縱差保護(hù)不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護(hù)作用，但是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于2832中異相短路故障的完全保護(hù)動(dòng)作；b.不完全的縱差保護(hù)對(duì)于各種的短路故障形式均具有較高的反映靈敏度，但是對(duì)同相同分支或者是同相異分支的故障的動(dòng)作不夠靈敏；c.對(duì)相間故障具有較高的靈敏度的保護(hù)是單套的不完全的縱差保護(hù)，但是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于異相短路故障100%動(dòng)作率的只有雙不完全縱差保護(hù)。
1.4聯(lián)合保護(hù)方案分析
上述的各種保護(hù)方案在單獨(dú)作用的情況下均有著一定的局限性，不能夠收到令人滿(mǎn)意的效果，所以需要研究橫差保護(hù)與縱差保護(hù)協(xié)同作用的保護(hù)方案。通過(guò)對(duì)組合方案條件下可動(dòng)作故障數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，我們得出了結(jié)論包括：
a.如果選用的是3種中性點(diǎn)側(cè)的分支組合方式，那么最好選擇12-34式的分支組合，以便達(dá)到最高的故障動(dòng)作效率；
b.如果裂相橫差與零序橫差均不對(duì)這種匝間的短路進(jìn)行反映，則不完全的縱差保護(hù)方案也不能夠起到很好的保護(hù)作用或者是具有較高的動(dòng)作率；
c.這種聯(lián)合保護(hù)的方案對(duì)于異相的短路故障具有較高的動(dòng)作率，幾乎可以實(shí)現(xiàn)全部類(lèi)型故障的動(dòng)作，但是提高零序橫差或者是裂相橫差的保護(hù)門(mén)檻的時(shí)候，組合的保護(hù)方案并不能夠顯著的提高動(dòng)作的效率，所以在現(xiàn)場(chǎng)值不確定的條件下為了提高保護(hù)的動(dòng)作率，可以增加一套縱差保護(hù)，進(jìn)而為異相故障提供雙重化的保護(hù)效果。
2結(jié)束語(yǔ)
在各種規(guī)模的水力發(fā)電站中，發(fā)電機(jī)都是關(guān)鍵的設(shè)施。但是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)分支結(jié)構(gòu)以及定子繞組結(jié)構(gòu)的方式各不相同，所以實(shí)際的主保護(hù)方案的設(shè)計(jì)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。本文僅僅例舉了柘溪水電站的引出兩個(gè)中性點(diǎn)情況下的保護(hù)方案的設(shè)計(jì)思路，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)的工程設(shè)計(jì)以及學(xué)術(shù)研究有所幫助。
作者：馮業(yè)海 單位：南寧廣發(fā)重工集團(tuán)發(fā)電設(shè)備公司設(shè)計(jì)部