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        淺談大崗山水電站發(fā)電機定子接地保護

        2015-10-21 02:01:44劉鳳玲
        水力發(fā)電 2015年7期
        關(guān)鍵詞:發(fā)電機

        胡 暢,劉鳳玲

        (國電大渡河大崗山水力發(fā)電廠,四川 石棉 625409)

        0 引言

        大崗山水電站位于大渡河中游石棉縣挖角鄉(xiāng)境內(nèi),為大渡河干流水電規(guī)劃的第14級電站,上距瀘定縣城約72 km,下距石棉縣城約40 km,電站總裝機容量2600 MW,安裝4臺650 MW水輪發(fā)電機組,在系統(tǒng)中擔負調(diào)峰及調(diào)頻,枯期擔負峰腰荷,汛期主要擔負基荷,是四川電力系統(tǒng)中骨干電站之一。

        1 大崗山發(fā)電機定子基本概況

        大崗山發(fā)電機定子主要由機座、鐵芯和線圈組成,采用整圓現(xiàn)場疊裝方式。定子機座內(nèi)徑為14640 mm,外徑16340 mm,高3490 mm,質(zhì)量約128 t;定子鐵芯由硅鋼片、通風槽片、定位筋、齒壓板,穿心螺桿等零部件組裝而成,其總高3300 mm,內(nèi)徑13450mm,外徑14600 mm,總質(zhì)量約437 t;定子線圈由絕緣導(dǎo)線繞制而成,均勻分布于鐵芯內(nèi)圓齒槽中,線棒為雙層布置,為條式疊繞組,Y形連接,8支路并聯(lián),共1152根線棒。

        2 大崗山水電站定子接地保護配置

        大崗山水電站發(fā)電機保護采用的是南瑞繼保生產(chǎn)的RCS-985GW系列大型水輪發(fā)電機成套保護裝置,發(fā)電機保護采用雙屏獨立配置,發(fā)電機1號保護屏為由零序基波電壓+3次諧波電壓構(gòu)成的100%定子接地保護;發(fā)電機2號保護屏為由外加20 Hz低頻電源構(gòu)成的注入式100%定子接地保護。定子接地保護注入式電源型號為RCS-985U。

        2.1 基波零序電壓定子接地保護

        大崗山水電站RCS-985GW發(fā)電機保護裝置零序電壓采用發(fā)電機中性點零序電壓,裝置采用了頻率跟蹤、數(shù)字濾波及全周傅氏算法,使得零序電壓對三次諧波的濾除比達100以上,保證了基波零序保護不受三次諧波的影響。

        靈敏段基波零序電壓告警不受機端零序電壓、主變高壓側(cè)零序電壓閉鎖,其動作方程為

        式中,Un0為發(fā)電機中性點零序電壓,U0zd為零序電壓定值。

        靈敏段動作于跳閘時,還經(jīng)主變高壓側(cè)零序電壓閉鎖,以防止區(qū)外故障時定子接地基波零序電壓靈敏段誤動,主變高壓側(cè)零序電壓閉鎖定值可進行整定。

        高定值段基波零序電壓保護,取中性點零序電壓為動作量,動作方程為

        式中,U0hzd為高定值,可單獨投退。

        2.2 三次諧波電壓比率定子接地保護

        大崗山水電站三次諧波電壓比率判據(jù)只保護發(fā)電機中性點25%左右的定子接地,機端三次諧波電壓取自開口三角形零序電壓,中性點側(cè)三次諧波電壓取自發(fā)電機中性點TV。

        式中,為中性點、機端三次諧波電壓向量,kt為自動跟蹤調(diào)整系數(shù)向量,ktre為三次諧波差動比率定值。上述判據(jù)在機組并網(wǎng)后且負荷電流大于0.2Ie(發(fā)電機額定電流)時自動投入,三次諧波電壓差動判據(jù)動作于信號。

        2.3 外加低頻電源式發(fā)電機定子接地保護

        大崗山水電站發(fā)電機保護2號保護屏采用注入式定子接地保護,其保護范圍覆蓋整個定子繞組,無保護死區(qū),定子繞組各處具有相同的保護靈敏度,不受接地位置影響。外加低頻電源式發(fā)電機定子接地保護如圖1所示。

        輔助電源裝置(RCS-985U)將低頻電壓加在負載電阻Rn上,并通過接地變壓器,將低頻電壓信號注入到發(fā)電機定子繞組對地的零序回路中。裝置退出壓板控制輸出。帶通濾波器通過20 Hz低頻電壓信號,防止50 Hz電壓倒灌入電源。

        圖1 外加低頻電源式發(fā)電機定子接地保護配置示意

        3 結(jié)語

        大崗山水電站定子接地保護的配置相對合理,可以保護100%的定子接地。但是在定值整定時,對于注入式定子接地保護,需要準確測定發(fā)電機及接地變參數(shù),確定補償電阻和補償電抗定值,以對保護進行綜合阻抗精確補償。對于三次諧波電壓保護,需要精確測量定子繞組、機端離相封閉母線、主變低壓側(cè)以及廠高變、勵磁變對地電容。

        [1]國家電力調(diào)度中心.發(fā)電機保護及自動裝置.電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答[M].2版.北京:中國電力出版社,2000.

        [2]侯有韜,張麗麗.外加電源式定子接地保護影響因素的分析[J].繼電器,2005,33(12):27-32.

        [3]駱佳勇,李光耀.注入式定子接地保護在大型水電機組上的應(yīng)用分析[J].水電廠自動化,2012,33(4):21-25.

        [4]肖勇,張林枝,趙靜樸.注入式定子接地保護在向家壩水電站的應(yīng)用與實踐[J].水力發(fā)電,2014,40(10):42-46.

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