彭偉林

浙江正源水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江 麗水 323000

0 引言

某中型水電站裝機容量為1350MW，地下主廠房共裝設(shè)6臺225MW額立軸半傘式水輪發(fā)電機組，其中的1至4號機組以15.75kV分相封閉母線經(jīng)發(fā)電機斷路器與500kV 主變壓器連接，經(jīng)主變壓器升壓后接成兩組聯(lián)合單元GIB和500kV干式電纜，然后我們把電纜出線接入到地面開關(guān)站的500kV GIS；5至6號機組分別以15.75kV封閉母線與兩組主變壓器進行連接，接成220kV發(fā)電機-變壓器單元，我們把接好的單元經(jīng)220kV電纜接入地面開關(guān)站的220kV GIS，此外，在地面開關(guān)站中我們還設(shè)有GIS、500kV/220kV聯(lián)絡(luò)變壓器、并聯(lián)電抗器及電站出線設(shè)備。

1 發(fā)電機-變壓器保護配置

發(fā)電機和變壓器作為水電站運行的關(guān)鍵設(shè)備，對其進行合理的保護配置是水電站正常運行的前提。本文對發(fā)電機-變壓器保護的初步配置方案為我們把它的保護裝置分成彼此獨立的A、B兩個系統(tǒng)，其中，我們對子系統(tǒng)A配置完全縱差、故障分量負(fù)序方向、主變四端大差等保護；對子系統(tǒng)B配置發(fā)電機不完全縱差、高靈敏橫差和變壓器差動等保護。對于A、B兩組保護的基本要求是當(dāng)其中的一組保護退出運行時，另一組應(yīng)承當(dāng)發(fā)電機—變壓器的保護。此外，每組保護單獨設(shè)屏，兩組保護分別由兩路互相獨立的電廠直流電源供電，水電站除上述的發(fā)電機-變壓器部分主保護外，還包括發(fā)電機變壓器異常運行保護、接地故障保護、斷路器失靈保護等，具體保護配置見表1。

表1 微機繼電保護配置

2 GIS保護配置

本文中的GIS保護系統(tǒng)和500kV電纜保護系統(tǒng)我們采用日本三菱公司的產(chǎn)品，整個系統(tǒng)主要由一套主保護和一套后備保護組成。工作原理：系統(tǒng)通過從繼電器取得電壓和電流信號進行相關(guān)操作，來使主保護系統(tǒng)和后備保護系統(tǒng)進行相應(yīng)的操作，使得電氣和物理進行隔離，從而保證發(fā)生故障時主保護的正常運行。

500kV電纜回路都配有兩塊保護屏，分別安裝在GIS控制室和廠房內(nèi)發(fā)電機旁，每塊保護屏裝設(shè)兩套完整的差動保護（87C1、87C2）和一套零序過電流保護（64C）。其中，87C1我們采用的MCD PCM微機型電流差動繼電器，因為它具有兩段比率差電流特性，可以有效防止當(dāng)CT飽和時誤動，此外它對外部故障具有很好的比率制動特性。繼電器采用具有監(jiān)視功能的光纖電纜。87C2我們采用的是LFCB202微機型電流差動繼電器，因為它具有兩段比率差電流特性，可以有效防止當(dāng)CT飽和時誤動，此外它對外部故障具有很好的比率制動特性。繼電器采用具有監(jiān)視功能的光纖電纜。64C我們采用的是高速零序過電流繼電器，它主要用來檢測電纜的接地電流。

15.75kV母線都配有一塊保護屏，每塊保護屏都裝設(shè)兩套完整的差動保護（87B1、87B2）和一套零序過電流保護（64C）。其中，87B1我們采用的是MBP-C集成電路型低阻抗繼電器，它是通過利用相位比較原理來防止當(dāng)CT飽和時發(fā)生誤動；87B2我們采用的是MBP-A集成電路型高阻抗繼電器，64C我們采用的是高速零序過電流繼電器。

500kV線路斷路器都配有一塊裝設(shè)MREI-10微機型自動重合閘裝置和MCTI-40集成電路型失靈保護的繼電器保護屏。每一T區(qū)我們都配有兩套MCT140集成電路型瞬時過流繼電器和MBP-A集成電路型差動繼電器。

3 線路保護配置

本文中的水電站有4回500kV輸出線路。我們對每一條500kV出線配置兩面獨立的主保護屏，每面保護屏內(nèi)我們都裝有全線速動的主保護和完善的后備保護。與此同時，每一條線路我們還需要配置一面獨立的后備保護屏。本文中的主保護中我們采用的是美國GE公司生產(chǎn)的TLS1B集成電路型和DFP-100微機型保護裝置以及南京自動化研究院生產(chǎn)的LFP-901A微機型保護裝置，后備保護我們采用的是LFP-902A微機型保護裝置。

PLP01-54保護屏內(nèi)主要裝有LFP-901A線路成套快速保護裝置和LFP-925故障起動裝置，其中LFP-901A為微機型保護裝置，它主要包括以復(fù)合式距離方向元件和零序方向元件為主體的快速主保護、由線工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速I段保護和有三段式相間和接地距離及兩個延時段零序方向過流作為后備的全套后備保護這3個部分；此外，該裝置還具有自動重合閘、單相重合和三相重合等功能。PLP02-54保護屏內(nèi)裝有LFP-902A線路成套快速保護裝置和LFP-925故障起動裝置。其中，LFP-902A為微機實現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線路成套快速保護裝置，它主要包括以復(fù)合式距離方向元件和零序方向元件為主體的快速主保護、由線工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速I段保護和有三段式相間和接地距離及兩個延時段零序方向過流作為后備的全套后備保護這3個部分。

TLS保護屏內(nèi)主要裝有TLS1B集成電路型和DFP-100微機型保護裝置。其中，TLS1B具有3個正向保護段的輸電線路繼電保護裝置，它可以實現(xiàn)階段式距離保護、超/欠范圍允許式保護、方向比較閉鎖保護和混合式跳閘保護等功能。DFP-100是數(shù)字式保護、控制和測量系統(tǒng)，它通過對電流和電壓的輸入波形進行采樣并以適當(dāng)?shù)乃惴▉磉M行線路的保護和監(jiān)測。DFP-100主要應(yīng)用在任何需要過電流、過/低電壓、高/低頻控制、測量的場合。

4 結(jié)語

綜上所述，本文通過對水電站中的設(shè)備采用雙重保護配置，當(dāng)一套保護裝置因故障而不能正常工作時，另一套保護可以及時切除故障，這樣極大提高了保護動作的可靠性，更好地保證了水電站電氣設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行。

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