特大型水轮发电机变压器组保护的整定与分析

摘要

目前，我国新建的大型水电站普遍采用大型或特大型发电机变压器组，为确保其安全稳定运行，不仅需要配置功能齐全的继电保护装置，还需要基于对特大型机组特点和继电保护特性的分析，解决整定计算中的技术问题，合理完成整定计算工作，并对保护的运行及改进提出建议。 论文围绕三峡右岸电站发电机变压器组继电保护的整定计算课题展开论述。针对三峡右岸电站采用了三种机型和两种主接线形式，针对性地提出了适合不同情况的整定方案，并按此要求完成了整定计算工作，形成了与保护装置的操作相匹配的整定值清单。 论文还针对特大型机组保护整定计算中的若干重要技术问题展开了研究，主要涉及到主保护、失磁保护和反时限特性保护等三个方面。从解决好主保护保护灵敏性和可靠性的要求出发，基于对三峡机组结构和主保护性能的分析，采用了根据导则及运行经验提供初值，然后参考现场试验数据调整定值，并利用发电机内部故障暂态仿真软件校验灵敏度的主保护整定方案。同时，经过动模试验的分析，给出了横差保护主判据和整定方法的改进建议。在失磁保护整定计算过程中，对普遍采用的阻抗判据和国外某些厂家采用的导纳判据之间的关系，以及对国内外定子判据构成及整定思路的差异进行了分析。考虑到进相运行将增加定子绕组端部发热问题，建议在失磁保护中增加进相运行监视告警段，确保特大型发电机在特殊运行方式下的安全。对特大型机组反时限特性与保护厂家常用动作方程难于匹配的问题进行了研究，在对目前常用的两种整定方法对比分析的基础上，提出了一种基于最小二乘算法的整定方法，可以较好的拟合机组特性。为了彻底解决动作方程与机组实际反时限特性曲线匹配难题，建议特大型机组反时限类保护应尽量采用多点数据拟合曲线的实现方法，以兼顾机组的安全和效益。 三峡右岸电站发电机变压器组继电保护的整定结果已在三峡各类机组投运中得到了应用，目前机组运行情况良好。