水电站主要电气设备及保护配置

1、水电站主要电气设备及保护配置0 引言某中型水电站装机容量为 1350MW ，地下主厂房共装设 6 台 225MV 额立轴半伞式水轮发电机组，其中的 1至 4号机组以 15.75kV 分相封闭母 线经发电机断路器与 500kV 主变压器连接， 经主变压器升压后接成两组 联合单元 GIB 和 500kV 干式电缆，然 后我们把电缆出线接入到地面开关站的 500kV GIS ； 5 至 6 号机 组分别以 15.75kV 封闭母线与两组主变压器进行连接，接成 220kV 发电 机-变压器单元，我们把接好的单元经220kV 电缆接入地面开关站的 220kV GIS ，此外，在地面开关站中我们还设有 G

2、IS、 500kV/220kV 联络变压器、并联电抗器及电站出线设备1 发电机 -变压器保护配置发电机和变压器作为水电站运行的关键设备， 对其进行合理 的保护 配置是水电站正常运行的前提。本文对发电机-变压器保 护的初步配置方案为我们把它的保护装置分成彼此独立的 A、B 两个系统，其中，我们对 子系统 A 配置完全纵差、故障分量负序 方向、主变四端大差等保护；对子 系统 B 配置发电机不完全纵差、 高灵敏横差和变压器差动等保护。对于 A、B 两组保护的根本要 求是当其中的一组保护退出运行时， 另一组应承担发电机变压 器的保护。 此外，每组保护单独设屏，两组保护分别由两路互相 独立的电厂直流电源

3、 供电，水电站除上述的发电机 -变压器局部主保护外，还包括发电机变压器异常运行保护、接地故障保护、 断路器失灵保护等，具体保护配置见表 1。表1 微机继电保护配置2 GIS 保护配置本文中的 GIS 保护系统和 500kV 电缆保护系统我们采用日本 三菱公 司的产品， 整个系统主要由一套主保护和一套后备保护组 成。工作原理： 系统通过从继电器取得电压和电流信号进行相关 操作，来使主保护系统和 后备保护系统进行相应的操作， 使得电 气和物理进行隔离，从而保证发生 故障时主保护的正常运行。500kV 电缆回路都配有两块保护屏，分别安装在 GIS 控制室 和厂房内发电机旁， 每块保护屏装设两套完整的

4、差动保护 87C1 、 87C2 和一套零序过电流保护 64C 。其中， 87C1 我们采用的 MCD PCI 微机 型电流差动继电器， 因为它具有两段比率差电流特 性，可以有效防止当 CT 饱和时误动，此外它对外部故障具有很 好的比率制动特性。 继电器采用具 有监视功能的光纤电缆。 87C2 我们采用的是 LFCB202 微机型电流差动 继电器，因为它具有两段 比率差电流特性，可以有效防止当 CT 饱和时 误动，此外它对外 部故障具有很好的比率制动特性。 继电器采用具有监视功能的光 纤电缆。 64C 我们采用的是高速零序过电流继电器，它主要用来 检测电缆的接地电 流。15.75kV 母线都配

5、有一块保护屏，每块保护屏都装设两套完 整的差动 保护 87B1 、87B2 和一套零序过电流保护 64C。其中， 87B1 我们采用的是 MBP-C 集成电路型低阻抗继电器，它 是通过利 用相位比拟原理来防止当 CT 饱和时发生误动； 87B2 我 们采用的是 MBP-A 集成电路型高阻抗继电器， 64C 我们采用的是 高速零 序过电流继电器。500kV 线路断路器都配有一块装设 MREI-10 微机型自动重合 闸装置 和 MCTI-40 集成电路型失灵保护的继电器保护屏。每一T区我们都配有两套 MCT140 集成电路型瞬时过流继电器和 MBP-A 集成电 路型差动继电器。3 线路保护配置本文

6、中的水电站有 4 回 500kV 输出线路。我们对每一条 500kV 出线 配置两面独立的主保护屏， 每面保护屏内我们都装有全线速 动的主保护和 完善的后备保护。 与此同时， 每一条线路我们还需 要配置一面独立的后 备保护屏。 本文中的主保护中我们采用的是 美国 GE 公司生产的 TLS1B 集成电路型和 DFP-100 微机型保护装 置以及南京自动化研究院生产的 LFP-901A 微机型保护装置，后 备保护我们采用的是 LFP-902A 微机型保 护装置。PLP01-54 保护屏内主要装有 LFP-901A 线路成套快速保护装 置和 LFP-925 故障起动装置，其中 LFP-901A 为微

7、机型保护装置， 它主要包括 以复合式距离方向元件和零序方向元件为主体的快 速主保护、由线工频变 化量距离元件构成的快速 I 段保护和有三 段式相间和接地距离及两个延时 段零序方向过流作为后备的全 套后备保护这 3 个局部；此外，该装置还具 有自动重合闸、单相 重合和三相重合等功能。 PLP02-54 保护屏内装有 LFP-902A 线路 成套快速保护装置和 LFP-925 故障起动装置。其中， LFP-902A 为微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置， 它主要包 括 以复合式距离方向元件和零序方向元件为主体的快速主保护、 由 线工 频变化量距离元件构成的快速 I 段保护和有三段式相间和 接地距离及两个 延时段零序方向过流作为后备的全套后备保护 这 3 个局部。TLS 保护屏内主要装有 TLS1B 集成电路型和 DFP-10 0 微机型 保护 装置。其中， TLS1B 具有 3 个正向保护段的输电线路继电保 护装置，它可 以实现阶段式距离保护、超 / 欠范围允许式保护、 方向比拟闭锁保护和混 合式跳闸保护等功能。DFP-100 是数字式保护、控制和测量系统， 它通过对电流和电压的输入波形进行采 样并以适 当的算法来进行线路的保护和监测。DFP-100 主要应用在任何需要过电流、过 / 低电压、高