發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部故障保護(hù)方案的動(dòng)模試驗(yàn)比較

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1999年6月　　　　　　　

電　力　系　統(tǒng)　自　動(dòng)　化

　　　　　　　第23卷　第11期

AutomationofElectricPowerSystems

發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部故障保護(hù)方案的動(dòng)模試驗(yàn)比較

沈全榮　鄭玉平　朱振飛

(電力自動(dòng)化研究院繼電保護(hù)所　210003　南京))

摘　要　采用動(dòng)模試驗(yàn)的方法,對(duì)大型發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的保護(hù)方案進(jìn)行了全面的試驗(yàn),比較了大型

發(fā)電機(jī)可能采用的幾種保護(hù)方案:完全縱差保護(hù)、不完全縱差保護(hù)、裂相差動(dòng)保護(hù)、單元件橫差保護(hù),同時(shí)對(duì)作者提出的相電流比率制動(dòng)橫差保護(hù)、相電流比率制動(dòng)縱向零序電壓保護(hù)與單元件橫差保護(hù)、縱向零序電壓保護(hù)進(jìn)行了比較試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)各種保護(hù)方案優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析對(duì)比,并提出了大型發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障保護(hù)的幾種可行方案。關(guān)鍵詞　發(fā)電機(jī)　差動(dòng)保護(hù)　匝間保護(hù)分類(lèi)號(hào)　TM772

0　引言

當(dāng)前,發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障計(jì)算對(duì)發(fā)電機(jī)保護(hù)的運(yùn)行、整定、開(kāi)發(fā)研制起著越來(lái)越重要的指導(dǎo)作用,對(duì)重大工程(如三峽水電站)的發(fā)電機(jī)選型、保護(hù)方案[1]的選擇有重要的參考價(jià)值。根據(jù)已發(fā)表的一些發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障計(jì)算數(shù)據(jù)、結(jié)果,針對(duì)許多文章討論提到的以及大家所熟悉的完全縱差保護(hù)、不完全縱差保護(hù)、單元件橫差保護(hù)、裂相差動(dòng)保護(hù)和縱向零序電壓保護(hù)等方案,在動(dòng)模機(jī)組上進(jìn)行了試驗(yàn)比較:一是驗(yàn)證由發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障計(jì)算得出的一些結(jié)論;二是尋求比較實(shí)用的新判據(jù)、新方案,以提高發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間故障保護(hù)的靈敏度,完善發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障保護(hù)配置方案。

1　動(dòng)模模型

1.1　發(fā)電機(jī)—變壓器及系統(tǒng)接線圖

動(dòng)模試驗(yàn)的發(fā)電機(jī)—變壓器及系統(tǒng)接線圖如圖1所示。

1.2　參數(shù)

被試驗(yàn)的模擬發(fā)電機(jī)為雙Y疊繞組、三對(duì)極凸極發(fā)電機(jī),額定容量為30kVA,機(jī)端額定電壓為400V,額定電流為43.2A,機(jī)端、中性點(diǎn)電流互感器(TA)的變比均為30∶5,橫差TA的變比為10∶5,故發(fā)電機(jī)機(jī)端二次額定電流為Ie=7.22A,中性點(diǎn)側(cè)每分支二次額定電流為Ie1=3.61A。變壓器為YN,d11三相變壓器組,額定容量為45kVA。1.3　故障點(diǎn)K說(shuō)明

動(dòng)模試驗(yàn)時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)部設(shè)置了發(fā)電機(jī)故障點(diǎn)K,符號(hào)定義如下:A11,A12,A13,A14,A15分別為發(fā)電機(jī)A相第1分支離中性點(diǎn)2.5%,5%,10%,20%,40%的抽頭位置;A21,A22,A23,A24,A25分別為發(fā)電機(jī)A相第2分支離中性點(diǎn)2.5%,5%,10%,20%,40%的抽頭位置;B11,B12,B13,B14,B15分別為發(fā)電機(jī)B相第1分支離中性點(diǎn)2.5%,5%,10%,20%,40%的抽頭位置。

故障點(diǎn)設(shè)置選了幾種典型的故障類(lèi)型,如同相同分支匝間短路、同相不同分支匝間短路、不同相分支間短路、機(jī)端兩相短路、機(jī)端三相短路等。

2　試驗(yàn)判據(jù)

動(dòng)模試驗(yàn)時(shí)不但試驗(yàn)了幾種常用保護(hù)方案,并對(duì)幾種新方案進(jìn)行了試驗(yàn)。

[2]

各種保護(hù)的定值整定按照整定導(dǎo)則所示方法進(jìn)行,如完全縱差保護(hù)、不完全縱差保護(hù)和裂相差動(dòng)保護(hù)定值均整定為0.1倍的額定電流,比率制動(dòng)系數(shù)為0.3;橫差保護(hù)、縱向零序電壓保護(hù)的定值整定在保證區(qū)外故障、系統(tǒng)振蕩時(shí)不誤動(dòng)時(shí),區(qū)內(nèi)故障能夠靈敏動(dòng)作。

圖1　動(dòng)模試驗(yàn)的發(fā)電機(jī)—變壓器及系統(tǒng)接線圖

Fig.1　Physicalmodelofageneratorinternalfaulttest

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