论文部分内容阅读
新技术和新工艺的应用使得水轮发电机组的单机容量不断刷新。这些超大容量水轮发电机组在电气参数与结构特征上都有很多有别于中小型机组的特点，主要表现在：结构上，由于发电机转动惯量大，转子径向尺寸很大，容易出现转子偏心，造成机组运行时振动加剧，匝间绝缘磨损加快：超大容量造成定子并联分支数多，中性点引出方式复杂；电气参数上，电抗参数相对增大，定子绕组电阻相对减小：惯性时间常数较小，热容量较小，与铜损、铁损之比显著下降，定子额定电压较高。为此，针对超大型水轮发电机组的继电保护方案也需要相应的补充完善。
通过研究超大型水轮发电机的具体特征，结合三峡电站的保护设备在运行中暴露出的问题和积累的一些有价值的经验，采用实证研究手法对一些重点保护功能进行理论分析与特性分析，提出有别于中小型机组的保护配置原理、配合参数以及整定方法。
常规大型机组的保护方案常常依据经验进行。通过引入了采用以多回路分析法为理论基础的定量分析法，以某型机为例计算了发电机内部故障时的各支路电流和中性点连线间零序电流，选取从结构上可行的、符合基础应用思路的不同保护组合作为候选方案，通过套用不同保护方案获取了各种方案下主保护的灵敏度，选择出最佳方案作为主保护配置推荐方案，给出了选择原则。归纳了超大型水轮发电机保护死区的特点和对策。分析了注入式定子和转子接地保护工作原理，指出了转子接地保护在运行中存在谐波、耦合参数谐振等因素可能导致不稳定运行，给出了转子接地保护在设计与整定中应该注意的参数以及获取手段。通过对大机组逆功率故障的实际案例分析，论述了逆功率状态给发电机带来的危害形态，指出了水轮发电机组添加逆功率保护的必要性，给出了建议定值。依据现场实测轴电压数据，分析了轴电压的特征，对不同的轴绝缘测量方法进行了比对分析，指出了各自的优劣，给出了现场监测建议。对于包括误上电保护、隔离开关非全相、发电机启停等一些辅助保护的配置也给出了建议。
在各个保护功能研究成果的基础上，结合继电保护规程与设计导则，提出了完整的超大容量水轮发电机组的保护配置方案，对比配置实例列举了总体方案的主要差异，对主要差异进行了论述，给出了典型机组主要保护的推荐定值。全文还对和应涌流的影响作了一些思考，提出了保护理论与现场维护相结合共同促进保护设计科学性的理念。