基于柔性光学TA的发电电动机主保护优化设计
发布时间：2021-01-25 05:44
中国已投运大中型水电站发电机主保护技改工作日渐增多,受制于发电机现有分支引出方式和电磁型电流互感器（TA）的安装条件,虽经发电机主保护定量化设计,最终选择的主保护配置方案仍存在保护死区。以中国滩坑水电站发电机主保护技改为例,由于电磁型TA安装受限,不得不选择次优的主保护配置方案,导致技改后发电机的运行仍存在安全隐患。大型发电电动机因为转速高、风洞空间小,上述矛盾更加突出。中国深圳抽水蓄能电站发电电动机技改工程中,基于柔性光学TA绕制灵活的优点,在不改变发电机现有分支分组和铜环引出的前提下,通过光学TA的灵活装设虚拟分支引出方式,实现了接入发电机保护装置的分支电流（或分支组电流）的重新组合,在定量分析的基础上优化了深圳抽水蓄能电站发电电动机主保护配置方案,消除了主保护死区。
【文章来源】：电力系统自动化. 2020,44(18)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
基于电磁型TA的深蓄发电电动机主保护配置方案
对于上述其他6种同相不同分支匝间短路，以图3所示算例来进一步说明。图中I?short1和I?short2分别为分支6和分支7的短路附加支路电流，I?KL为短路回路电流。因为对应的短路回路电流均不直接流过裂相横差保护的差动回路，所以同样将2个故障分支分到同一分支组中的不完全裂相横差保护（a123-a567）的性能优于完全裂相横差保护（a123-a4567），具体计算过程如下所示：
基于上述内部故障分析以及柔性光学TA安装灵活的特点，在深蓄发电电动机现有“123-4567”分支分组方式不变的前提下，在每相的1,2,3分支组和4,5,6,7分支组上绕制光学电流互感器TA1(TA4/TA7）和TA3(TA6/TA9），以构成一套完全纵差保护（其中性点侧相电流取自每相已有的2个分支组光学TA），如图4(a）所示，以应对深蓄发电电动机所有可能发生的相间短路。对于图1(b）所示“3-4”分支分组方式下主保护配置方案不能动作的4种a4或c4分支发生的1匝同相同分支匝间短路，通过构建图4(b）中的不完全纵差保护来反应，即在每相的第4分支上绕制光学电流互感器TA2,TA5和TA8，将采集的每相第4分支电流与对应的机端相电流进行比较。如上所述，对于剩下的9种图1(b）所示主保护配置方案不能动作的匝间短路，则需要构建图4(b）中的不完全裂相横差保护来反应，即通过图4(a）中TA2-TA3(TA5-TA6/TA8-TA9）采集电流信息的运算可以获得每相5,6,7分支组的电流（对应图5(b）中的TA3′/TA6′/TA9′），再与图4(b)TA1/TA4/TA7采集的每相1,2,3分支组的电流进行比较。最终的基于柔性光学TA的深蓄发电电动机主保护配置优化方案如图4所示，对应的光学TA安装照片见附录A图A2。即深蓄发电电动机铜环引出还是按照图4(a）“123-4567”来实现，简单可行，将每相的1,2,3分支引出形成分布中性点o1，再将每相的4,5,6,7分支引出形成分布中性点o2；而不完全裂相横差、不完全纵差和完全纵差保护构成的主保护配置却是常规水轮发电机在“123-4-567”分支分组方式下才能实现的方案，见图4(a）和图4(b），这就是虚拟分支引出方式的意义所在。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型调相机内部故障特征及纵向零序电压保护性能分析[J]. 桂林,李岩军,詹荣荣,牛化敏,王祥珩,王维俭. 电力系统自动化. 2019(08)
[2]每相7分支水电与抽水蓄能机组主保护设计研究[J]. 桂林,王祥珩,孙宇光,王维俭. 水电与抽水蓄能. 2018(03)
[3]用于发电机保护的柔性全光纤电流互感器[J]. 阎嫦玲,王耀,罗苏南,须雷,赵俊,丁晔,李权伟. 电力自动化设备. 2017(04)
[4]光学电流互感器应用于发电机保护的研究及实践[J]. 王凯,王耀,王光,张琦雪,陈俊,何海波. 水电与抽水蓄能. 2016(04)
[5]二滩发电机主保护技术改进工作研究[J]. 桂林,郭玉恒,陈俊,王祥珩,王维俭. 电力自动化设备. 2013(09)
[6]锦屏二级水电站发电机主保护设计[J]. 刘正国,黄锐,桂林. 水电自动化与大坝监测. 2011(03)
[7]向家坝和溪洛渡水电站发电机主保护设计总结[J]. 桂林,王祥珩,孙宇光,王维俭,毛江,袁志鹏,木基伟. 电力自动化设备. 2010(07)
[8]叠绕组水轮发电机内部故障特点与主保护性能分析[J]. 桂林,王祥珩,孙宇光,王维俭. 电力系统自动化. 2010(07)
[9]巨型水轮发电机定子绕组设计建议——由发电机主保护定量化设计引出的反思[J]. 桂林,王祥珩,孙宇光,王维俭. 电力系统自动化. 2009(04)
[10]龙羊峡和拉西瓦水电站多分支发电机主保护设计对比[J]. 桂林,王维俭,奚瑜,张群刚. 水电自动化与大坝监测. 2007(04)
本文编号：2998686
【文章来源】：电力系统自动化. 2020,44(18)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
基于电磁型TA的深蓄发电电动机主保护配置方案
对于上述其他6种同相不同分支匝间短路，以图3所示算例来进一步说明。图中I?short1和I?short2分别为分支6和分支7的短路附加支路电流，I?KL为短路回路电流。因为对应的短路回路电流均不直接流过裂相横差保护的差动回路，所以同样将2个故障分支分到同一分支组中的不完全裂相横差保护（a123-a567）的性能优于完全裂相横差保护（a123-a4567），具体计算过程如下所示：
基于上述内部故障分析以及柔性光学TA安装灵活的特点，在深蓄发电电动机现有“123-4567”分支分组方式不变的前提下，在每相的1,2,3分支组和4,5,6,7分支组上绕制光学电流互感器TA1(TA4/TA7）和TA3(TA6/TA9），以构成一套完全纵差保护（其中性点侧相电流取自每相已有的2个分支组光学TA），如图4(a）所示，以应对深蓄发电电动机所有可能发生的相间短路。对于图1(b）所示“3-4”分支分组方式下主保护配置方案不能动作的4种a4或c4分支发生的1匝同相同分支匝间短路，通过构建图4(b）中的不完全纵差保护来反应，即在每相的第4分支上绕制光学电流互感器TA2,TA5和TA8，将采集的每相第4分支电流与对应的机端相电流进行比较。如上所述，对于剩下的9种图1(b）所示主保护配置方案不能动作的匝间短路，则需要构建图4(b）中的不完全裂相横差保护来反应，即通过图4(a）中TA2-TA3(TA5-TA6/TA8-TA9）采集电流信息的运算可以获得每相5,6,7分支组的电流（对应图5(b）中的TA3′/TA6′/TA9′），再与图4(b)TA1/TA4/TA7采集的每相1,2,3分支组的电流进行比较。最终的基于柔性光学TA的深蓄发电电动机主保护配置优化方案如图4所示，对应的光学TA安装照片见附录A图A2。即深蓄发电电动机铜环引出还是按照图4(a）“123-4567”来实现，简单可行，将每相的1,2,3分支引出形成分布中性点o1，再将每相的4,5,6,7分支引出形成分布中性点o2；而不完全裂相横差、不完全纵差和完全纵差保护构成的主保护配置却是常规水轮发电机在“123-4-567”分支分组方式下才能实现的方案，见图4(a）和图4(b），这就是虚拟分支引出方式的意义所在。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型调相机内部故障特征及纵向零序电压保护性能分析[J]. 桂林,李岩军,詹荣荣,牛化敏,王祥珩,王维俭. 电力系统自动化. 2019(08)
[2]每相7分支水电与抽水蓄能机组主保护设计研究[J]. 桂林,王祥珩,孙宇光,王维俭. 水电与抽水蓄能. 2018(03)
[3]用于发电机保护的柔性全光纤电流互感器[J]. 阎嫦玲,王耀,罗苏南,须雷,赵俊,丁晔,李权伟. 电力自动化设备. 2017(04)
[4]光学电流互感器应用于发电机保护的研究及实践[J]. 王凯,王耀,王光,张琦雪,陈俊,何海波. 水电与抽水蓄能. 2016(04)
[5]二滩发电机主保护技术改进工作研究[J]. 桂林,郭玉恒,陈俊,王祥珩,王维俭. 电力自动化设备. 2013(09)
[6]锦屏二级水电站发电机主保护设计[J]. 刘正国,黄锐,桂林. 水电自动化与大坝监测. 2011(03)
[7]向家坝和溪洛渡水电站发电机主保护设计总结[J]. 桂林,王祥珩,孙宇光,王维俭,毛江,袁志鹏,木基伟. 电力自动化设备. 2010(07)
[8]叠绕组水轮发电机内部故障特点与主保护性能分析[J]. 桂林,王祥珩,孙宇光,王维俭. 电力系统自动化. 2010(07)
[9]巨型水轮发电机定子绕组设计建议——由发电机主保护定量化设计引出的反思[J]. 桂林,王祥珩,孙宇光,王维俭. 电力系统自动化. 2009(04)
[10]龙羊峡和拉西瓦水电站多分支发电机主保护设计对比[J]. 桂林,王维俭,奚瑜,张群刚. 水电自动化与大坝监测. 2007(04)
本文编号：2998686
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