發(fā)電機定子繞組內(nèi)部故障保護方案的動模試驗比較

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1999年6月　　　　　　　

電　力　系　統(tǒng)　自　動　化

　　　　　　　第23卷　第11期

AutomationofElectricPowerSystems

發(fā)電機定子繞組內(nèi)部故障保護方案的動模試驗比較

沈全榮　鄭玉平　朱振飛

(電力自動化研究院繼電保護所　210003　南京))

摘　要　采用動模試驗的方法,對大型發(fā)電機內(nèi)部故障的保護方案進行了全面的試驗,比較了大型

發(fā)電機可能采用的幾種保護方案:完全縱差保護、不完全縱差保護、裂相差動保護、單元件橫差保護,同時對作者提出的相電流比率制動橫差保護、相電流比率制動縱向零序電壓保護與單元件橫差保護、縱向零序電壓保護進行了比較試驗。根據(jù)試驗結(jié)果對各種保護方案優(yōu)缺點進行了分析對比,并提出了大型發(fā)電機內(nèi)部故障保護的幾種可行方案。關(guān)鍵詞　發(fā)電機　差動保護　匝間保護分類號　TM772

0　引言

當前,發(fā)電機內(nèi)部故障計算對發(fā)電機保護的運行、整定、開發(fā)研制起著越來越重要的指導作用,對重大工程(如三峽水電站)的發(fā)電機選型、保護方案[1]的選擇有重要的參考價值。根據(jù)已發(fā)表的一些發(fā)電機內(nèi)部故障計算數(shù)據(jù)、結(jié)果,針對許多文章討論提到的以及大家所熟悉的完全縱差保護、不完全縱差保護、單元件橫差保護、裂相差動保護和縱向零序電壓保護等方案,在動模機組上進行了試驗比較:一是驗證由發(fā)電機內(nèi)部故障計算得出的一些結(jié)論;二是尋求比較實用的新判據(jù)、新方案,以提高發(fā)電機內(nèi)部匝間故障保護的靈敏度,完善發(fā)電機內(nèi)部故障保護配置方案。

1　動模模型

1.1　發(fā)電機—變壓器及系統(tǒng)接線圖

動模試驗的發(fā)電機—變壓器及系統(tǒng)接線圖如圖1所示。

1.2　參數(shù)

被試驗的模擬發(fā)電機為雙Y疊繞組、三對極凸極發(fā)電機,額定容量為30kVA,機端額定電壓為400V,額定電流為43.2A,機端、中性點電流互感器(TA)的變比均為30∶5,橫差TA的變比為10∶5,故發(fā)電機機端二次額定電流為Ie=7.22A,中性點側(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K說明

動模試驗時發(fā)電機內(nèi)部設(shè)置了發(fā)電機故障點K,符號定義如下:A11,A12,A13,A14,A15分別為發(fā)電機A相第1分支離中性點2.5%,5%,10%,20%,40%的抽頭位置;A21,A22,A23,A24,A25分別為發(fā)電機A相第2分支離中性點2.5%,5%,10%,20%,40%的抽頭位置;B11,B12,B13,B14,B15分別為發(fā)電機B相第1分支離中性點2.5%,5%,10%,20%,40%的抽頭位置。

故障點設(shè)置選了幾種典型的故障類型,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、機端兩相短路、機端三相短路等。

2　試驗判據(jù)

動模試驗時不但試驗了幾種常用保護方案,并對幾種新方案進行了試驗。

[2]

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

圖1　動模試驗的發(fā)電機—變壓器及系統(tǒng)接線圖

Fig.1　Physicalmodelofageneratorinternalfaulttest

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