三峡电厂大型发电机微机保护装置研制

摘要

三峡电厂是世界上最大的发电厂之一，将首次使用我国自主设计制造的七十万千瓦水轮发电机组，以及国内自主研发的发电机组继电保护装置，这对继电保护装置的研制提出了新的挑战。
　　 论文研究了目前国内外大型发电机微机保护的发展和新成果，借鉴了三峡左岸电厂机组投运以来采用的微机保护装置的运行经验，提出了三峡电厂右岸发电机微机保护装置研制的总体技术方案。该方案对三峡电厂大型发电机的保护进行了进一步的完善和优化，对组屏方案、保护原理配置、保护通道配置等问题进行了研究和论证。
　　 论文对发电机差动保护进行了研究，提出综合使用采样值差动和相量差动、采用三取二出口逻辑的差动保护实现方案。目前三峡左岸机组采用的差动保护原理是ABB的改进标识积制动式差动原理和SIMENZES带附加制动区的三段式比例差动原理，通过对原理的对比分析，提出了优化后的差动保护实现方案。这一方案提高了装置的灵敏性、快速性，同时也增强了装置的抗干扰能力、抗TA断线、抗TA饱和能力。
　　 论文对一种新型的切换注入式转子一点接地保护进行了研究。论述了该保护的原理，并且对硬件电路进行了详细分析。重点对影响该注入式转子一点接地保护灵敏度的主要原因进行了分析，得出测量精度主要受励磁电压波动的影响的结论，并提出了改进意见。
　　 论文给出了装置的硬件设计方案，高性能DSP处理器的应用提高了装置的综合性能。论文重点分析了装置内部通信方案，通过对串行通信方式的局限性的讨论，分析了CAN网在保护装置中的应用情况，提出IEC60870-5-103应用层规范和CAN网综合使用实现装置内部通信的方案。此外论文还对装置的软件设计做出了说明。基于模块化的设计思想提高了保护装置的可靠性、可移植性和可扩展性。
　　 目前保护装置已经通过了华中科技大学动模实验室和国家电网电力科学研究院动模实验室的测试以及形式测试。