李　雷，石　陽

(1哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150040；2哈爾濱電氣動力裝備有限公司，黑龍江哈爾濱150040)

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發(fā)電機主中引出線保護選型及結構布置

李雷1，石陽2

(1哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150040；2哈爾濱電氣動力裝備有限公司，黑龍江哈爾濱150040)

摘要主要針對錦屏一級發(fā)電機的主中引出線保護方案選型進行詳細說明，根據分析和計算對保護方案的最佳方案進行選型。并且根據電站機坑的實際尺寸進行結構上的詳細布置。

關鍵詞主中引出線；保護選型；結構布置

0引言

為確保錦屏一級電站發(fā)電機的安全運行，必須正確選擇其主保護配置方案。為了避免工作中方案選擇的盲目性，一定要了解發(fā)電機實際短路的條件和特征，進而計算各種主保護方案的靈敏度，為方案的取舍做出正確的選擇。

錦屏一級發(fā)電機采用整數槽(q=4)波繞組(定子繞組節(jié)距為y1=14、y2=10)，42極，定子槽數為504，每相6分支，每分支28槽。發(fā)電機額定參數為：PN=647.5MW，UN=20kV，IN=20207.3A，cosφN=0.925，If0=1823.6A,IfN=3169A。

1保護方案的選型

根據對錦屏電站發(fā)電機定子繞組接線展開圖的分析，該發(fā)電機定子繞組實際可能發(fā)生的內部短路如表1和表2所示。

定子槽內上、下層線棒間短路共504種(等于定子槽數)。通過對同槽故障的分析，發(fā)現：同相同分支匝間短路234種，占46.43%；同相不同分支匝間短路18種，占3.57%；相間短路252種，占50%。

定子繞組端部交叉處短路共11088種。通過對端部交叉故障(簡稱為端部故障)的分析，同相同分支匝間短路252種，占2.27%；同相不同分支匝間短路3024種，占27.27%；相間短路7812種，占70.45%。

錦屏一級發(fā)電機實際可能發(fā)生的端部故障數取決于定子線圈數目和節(jié)距大小；根據該發(fā)電機的繞組接線圖，每一線圈均可與23×2=46個線圈由于端部接觸而發(fā)生短路,這取決于定子線圈的合成節(jié)距大小。

錦屏一級發(fā)電機的504個線圈, 每一線圈均可與44個線圈由于端部接觸而發(fā)生短路。因此總共可能發(fā)生504×44/2=11088種端部故障，與表2的統(tǒng)計結果完全一致。

根據不同保護方案的對比分析,對于錦屏機組決定采用將每相的1、3、5分支接在一起，形成中性點O1；再將每相的2、4、6分支接在一起，形成中性點O2。在O1～O2之間接一個電流互感器TA0，并在每相的1、3、5分支組和2、4、6分支組上裝設分支電流互感器TA1～TA6，且有機端相電流互感器TA7～TA9，以構成一套零序電流型橫差、一套完全裂相橫差和兩套不完全縱差保護,如圖1所示。

在錦屏一級實際可能發(fā)生的11592種內部短路中，流過中性點連線的短路電流在1.78倍額定電流以上(36000A以上，對應的零序電流型橫差保護的靈敏系數為35.63以上)的故障，所占比率不大于8.23%，89.36%的故障發(fā)生時流過中性點連線的短路電流在1515.5～36000A之間，還有2.41%的故障發(fā)生時流過中性點連線的短路電流不足以使零序電流型橫差保護動作。

基于上述錦屏一級內部短路時中性點連線電流的大小及其分布特點，確定零序電流型橫差保護用TA的型號為5P30、變比為1200/1A。

對于發(fā)電機機端和中性點側分支TA的選型，根據已頒布執(zhí)行的GB/T14285—2006《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》和DL/T866—2004《電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則》中明確規(guī)定： “330kV及以上系統(tǒng)保護、高壓側為330kV及以上的變壓器和300MW及以上的發(fā)電機變壓器組差動保護用電流互感器宜采用TPY電流互感器”。

所以，對于單機容量為647.5MW的錦屏一級發(fā)電機，其機端和中性點側分支電流互感器均應采用TPY級。根據以上原則及發(fā)電機額定參數，錦屏一級發(fā)電機機端電流互感器選擇TPY-10VA，變比為30000/1A；發(fā)電機中性點側各分支電流互感器選擇TPY-10VA，變比為15000/1A。

2結構形式的布置

根據保護方案的選取，銅環(huán)引出線的中性點側布置為6個引出端，按順時針順序分別為W12，V12，U12，W22，V22，U22。根據機坑的形狀及空間的限制，將連接銅排及電流互感器的支撐布置，如圖2所示。

為了將來機組運行維護和檢修的方便，在銅環(huán)的出口側設置了銅編織軟連接線，方便互感器檢修更換。互感器和銅排的支撐結構采用材料為非磁性型鋼結構，并對機坑混凝土進行了復合鋼板的磁屏蔽保護措施，避免將來機組運行時影響機坑混凝土的強度。

3結語

通過對錦屏發(fā)電機中性點側保護方案的分析、計算和選型，最終選擇了一套最佳的保護配置方案。目前機組的運行狀態(tài)良好。本文對后續(xù)類似機組的保護方案選型和結構設計具有一定的參考價值。

參考文獻

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ProtectionTypeSelectionandStructuralArrangementofMainNeutralLeadofGenerator

Li Lei and Shi Yang

(1.HarbinElectricMachineryCompanyLimited,Harbin150040,China；2.HarbinElectricPowerEquipmentCo.,Ltd.,Harbin150040,China)

AbstractThispaperdescribesprotectiontypeselectionofmainneutralleadofJinpingprimarygeneratorindetail.Theoptimalprotectiondecisionisselectedthroughanalysisandcalculation.Anddetailedstructuralarrangementiscarriedoutaccordingtoactualsizeofgeneratorpitofpowerstation.

KeywordsMainneutrallead；protectiontypeselection；structuralarrangement

DOI:10.3969/J.ISSN.1008-7281.2016.03.15

中圖分類號：TM303

文獻標識碼：B

文章編號：1008-7281(2016)03-0048-003

作者簡介：李雷男1982年生；畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學電機專業(yè)，主要從事大型水輪發(fā)電機結構設計工作.

收稿日期：2016-01-14