基于柔性光学TA的发电电动机主保护优化设计

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。

基于内部故障仿真的可变速抽水蓄能发电电动机定子侧主保护优化配置研究

大型可变速抽水蓄能机组具有交流励磁和变速恒频发电的特点,研究其内部故障仿真建模方法对明确其主保护最优配置方案有实用意义。首先,基于分支电压方程和磁链方程建立可变速抽水蓄能发电电动机的通用数学计算模型,能够实现对并网满载工况下定子绕组内部短路故障和开焊断线故障的暂态仿真。仿真结果中两类故障的故障特征与理论分析一致,验证了该数学计算模型的正确性。然后,根据定子绕组的绕线规律分析可能发生的短路故障和断线故障情况,利用所建立的数学模型对所有故障情况进行仿真计算。最后,经定量化分析比较,发现主保护配置方案为:“零序横差电流保护+裂相横差电流保护+完全纵差电流保护”时保护覆盖范围最大。

大型抽水蓄能机组主保护优化设计研究

由于受额定转速的限制,在建和规划中的大型抽水蓄能机组多采用每相4分支(包括采用了不对称定子绕组的额定转速428.6r/min的发电电动机),有必要在内部故障分析及主保护定量化设计的基础上,对每相4分支大型抽水蓄能机组的主保护配置方案进行优化设计,变传统配置“零序电流型横差+完全纵差保护”为优化方案“裂相横差+完全纵差保护”,既简化了发电机中性点侧铜环的布置,又提高了保护性能.上述研究工作将为后续大型抽水蓄能电站的建设提供借鉴.

深圳抽水蓄能电站发电电动机主保护优化设计研究

对于额定转速428.6rpm的发电电动机,采用每相7分支时存在中性点侧铜环布置的困难和保护死区。深蓄发电电动机主保护技改工作借助于柔性光学电流互感器绕制灵活的特点,在已完成的内部故障分析及主保护定量化设计工作的基础上,仅通过光学TA的灵活装设就实现了送入发电机保护装置的分支电流(或分支组电流)的重新组合,来消除保护死区,从而不再受制于分支分组方式和中性点侧铜环的布置。该技改项目的成功实施将为后续7分支发电电动机主保护优化设计工作提供借鉴。

基于光学电流互感器的发电厂保护优化研究

本文总结了采用柔性光学电流互感器的发电厂继电保护针对不同场景的优化研究和探索,介绍了发电机主保护方案优化、转子绕组匝间保护、选择性定子接地保护、核电辅助变断相监测保护、抽水蓄能等变频启动机组保护优化等保护优化方案和效果,利用柔性光学TA良好的传变特性和灵活的安装方式,较好地解决了现有发电厂保护存在的问题,可为现场类似场景的问题解决提供参考思路。

柔性光学电流互感器在瀑布沟水力发电总厂的应用研究

借助柔性光学电流互感器绕制灵活的特点,在不改变瀑布沟发电机现有分支分组方式和中性点侧铜环布置的前提下,基于发电机内部故障分析及主保护优化设计研究,通过光学TA的装设来虚拟分支引出方式(变"3-3"分支分组方式为"2-2-2"),实现送入发电机保护装置的分支组电流的重新组合,来优化主保护配置方案以减少保护死区,为瀑布沟发电机主保护技改工作奠定基础。考虑到深溪沟发电机现有电磁型分支TA的布置及主保护方案的配置难以实现转子偏心振动的准确判断,通过装设柔性光学相电流互感器及相应的完全纵差保护,可提高发电机的监测水平,保障深溪沟发电机的安全稳定运行。