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)的過程中，我們對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)作門檻，裂相橫差的保護(hù)采用比率的制動(dòng)特性，，差動(dòng)的門檻選擇為0.2IN，斜率為0.3。根據(jù)我們對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.無論是零序的橫差還是裂相的橫差對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)展過程中需要不斷的加強(qiáng)對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)對于各種的短路故障形式均具有較高的反映靈敏度，但是對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。通過對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
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