侯天龍

摘 要：抽水蓄能電站作為一種蓄能式電站，可以在各種工況下運轉(zhuǎn)，但是對保護配置提出了各自的要求，現(xiàn)在將圍繞抽水蓄能電站的機組與主變壓器保護的配設展開分析，探究了各類工況條件下機組以及主變壓器保護閉鎖邏輯關(guān)系。

關(guān)鍵詞：抽水蓄能電站；機組；主變壓器；保護

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A

抽水蓄能電站所配置的機組屬于高效機組，能夠執(zhí)行不同運轉(zhuǎn)工況，而且各個工況之間能夠靈活轉(zhuǎn)換，各類工況條件下對應的保護投入也有所差異，所以其保護就要達到最基礎(chǔ)的邏輯運算能力，以及良好的組態(tài)功能，實現(xiàn)對各類工況信息的邏輯性分析與計算。

一、機組與主變壓器保護閉鎖影響因素

抽水蓄能電站的機組一般涉及以下方面的工況：發(fā)電、抽水、停機穩(wěn)態(tài)、發(fā)電等，各個工況之間的變換、轉(zhuǎn)移、傳輸?shù)热鐖D1所示。

抽水蓄能電站的機組如果停止運轉(zhuǎn)，達到穩(wěn)定狀態(tài)，到抽水工況啟動，則需要以SFC靜止變頻啟動作為主體，背靠背運行則為輔助性運行。實際的抽水蓄能機一般受下面因素的干擾：

1.換相

發(fā)電和抽水是抽水蓄能電站的兩大工況，所謂的換相就是在這兩大工況運轉(zhuǎn)過程中，換相刀閘來對應調(diào)整相序，此時發(fā)電機旋轉(zhuǎn)也將變化。換相刀閘的具體部位有差異，難免會影響機組保護，開啟抽水工況后，一般是換相刀閘來負責機組換相操作。隨著機組運行方向不斷變化，對應的保護設備也將變化。

2.開啟抽水工況

如果將抽水工況同時對應開啟，具體的啟動方式不管是變頻式開啟，還是同步開啟，流經(jīng)機組與母線的電流也都將比工頻電流更低，相對的電壓也自然較低，然而，對應的幅值卻會跟隨轉(zhuǎn)速來逐漸發(fā)生變化，通常會因為轉(zhuǎn)速的升高逐漸走向額定數(shù)值。機組實際運行中，應該將電氣保護作為重點參考對象，同時，低頻率狀態(tài)下，TV或TA是否可以常規(guī)工作、運轉(zhuǎn)，或者能否有效回避誤動以及拒動問題，也是抽水蓄能機組需要重點考慮的問題。對此，可以將低頻過流保護充當主保護，用在10Hz以下，而且要關(guān)閉可能導致誤動、拒動的保護。

3.電氣制動刀的運用

隨著機組逐步停止運行，其轉(zhuǎn)速也會對應下降，達到額定值的一半，此時如果電氣制動刀開始運行，則將帶動發(fā)電機出口三相出現(xiàn)短路問題?？梢詫畲旁O置于轉(zhuǎn)子回路，在這種情況下定子電流則會之間失去磁電樞反應，不同于轉(zhuǎn)子磁動勢，實現(xiàn)制動目標，控制機組停機的時長，如果機組電制動逐步開啟，對應的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速則慢慢變緩，在這種情況下則要關(guān)閉可能發(fā)生誤動的保護。

4.其他因素

除了機組以及電氣設備內(nèi)部因素，其他的外界因素也可能影響機組的安全運轉(zhuǎn)，例如：天氣因素、氣候條件以及人為操作失誤等，各種外力因素的干擾需要得到控制。

二、機組與主變壓器保護閉鎖的配置

因為運轉(zhuǎn)工況較為多樣化，因此，對應的變壓器組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也更加復雜，主要的發(fā)電機以及變壓器等選擇來自于先進企業(yè)的套裝保護性設備，各自配設了健全的保護性設備，而且采取冗余配設的方式，同時，安裝了特定的故障錄波設備，各自保護柜的TV，TA以及直流電源等都各自設立了回路，這樣才能確保當故障出現(xiàn)時，兩套保護設備能夠交通運行，維持保護的持續(xù)。具體的配置見表1。

保護設備能否常規(guī)運轉(zhuǎn)極大地取決于監(jiān)控系統(tǒng)所傳輸?shù)墓r信號，工況轉(zhuǎn)換操作中，保護性設備將接受來自于信息控制中心的工況信號，參照此信號，各類保護則會直接投切運行，同時，對應的閉鎖裝置也會自動關(guān)閉，這其中體現(xiàn)出了抽水蓄能電站機組設計的優(yōu)點。

三、抽水蓄能電站的機組與主變壓器保護閉鎖實現(xiàn)

1.開入量直接閉鎖

要想實現(xiàn)這一保護，第一步應該在PLC幾點保護系統(tǒng)內(nèi)部對保護設備外圍開入量電壓閉鎖加以定義，這樣外圍信號就能夠傳輸至閉鎖保護設備。

2.開入量轉(zhuǎn)換保護定值區(qū)

具體的運行原理為：一旦開啟抽水工況，保護設備的定值區(qū)則發(fā)生轉(zhuǎn)移，抵達定值B區(qū)，如果選擇背靠背開啟模式，則拖動機組保護設備定值區(qū)則將朝著C區(qū)轉(zhuǎn)移，各個定值區(qū)可以通過軟件調(diào)控保護的投切與退出，以此來實現(xiàn)閉鎖。

3.科學解除保護閉鎖

對開入量直接閉鎖方式進行積極地完善與補充，思想自動化開入量電壓的缺失，相反，如果有電壓，保護端繼電器則要加壓勵磁，開啟常閉節(jié)點，從而解除閉鎖。

4.中性點接地開關(guān)阻斷

如果選擇了背靠背的開啟模式，則機組中性點接地開關(guān)如果不閉合則將干擾到位于中性點的保護設備，例如：百分之百的接地保護，拖動機出現(xiàn)自動化開入量直接閉鎖保護的作用，然而，事實上其中性點接地開關(guān)中斷情況下，則將閉鎖此保護。

5.刀閘閉合

主要的刀閘指的是機組換向刀閘相關(guān)輔助性節(jié)點來直接發(fā)揮閉鎖保護作用，從而實現(xiàn)雙重閉鎖。集中剖析此抽水站各機組運行工況下保護的配設狀態(tài)，能夠得出機組與主變壓器保護閉鎖之間相互性的關(guān)聯(lián)。

6.發(fā)電機A/B組保護

負序過流保護，當開啟發(fā)電機出口開關(guān)時，投入A組保護，如果采用背靠背的開啟模式，帶動狀態(tài)封鎖，百分之百的接地保護，電氣制動狀態(tài)下閉鎖，發(fā)電機出口位置的開關(guān)重新回歸到原位，隔離開關(guān)則斷開，當水泵正常運轉(zhuǎn)時投切運行，逆功率保護，發(fā)電機出口位置的開關(guān)回歸原位，發(fā)電工況工作狀態(tài)下投運，F(xiàn)21低頻率過流保護，當機組發(fā)電、調(diào)節(jié)相位、抽水調(diào)相中關(guān)閉，負序過流保護高定值，一段、二段跳主變壓器B組保護，背靠背開啟運行時，指導狀態(tài)發(fā)生關(guān)閉，發(fā)電機出口處的開關(guān)處于閉合狀態(tài)，同時，水泵在運轉(zhuǎn)模式下投切，轉(zhuǎn)子接地保護。

結(jié)語

同普通的電站接線相比，抽水蓄能電站更加復雜，而且會出現(xiàn)多重運行工況，各個工況之間需要不斷地轉(zhuǎn)換。這其中就要求必須深入分析保護性配置以及閉鎖邏輯，參照故障特點以及其他非正常工況等來對應配設保護。控制保護誤動問題，控制保護盲區(qū)。

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