三峡发变组保护技术特点尹项根.ppt

 三峡电站发电机变压器组保护 配置方案及技术特点 华中科技大学电力系 尹项根 二零零三年六月 报告内容目录 三峡工程及电气系统概况 三峡左岸电站发变组及其保护概况 三峡机组继电保护关键技术问题 三峡左岸电站发电机变压器组继电保护配置方案 三峡机组继电保护装置的主要原理及技术特点 1. 三峡工程及电气系统概况 三峡工程位于长江西陵峡中段，湖北宜昌三斗坪； 三峡坝顶高程 185m，正常蓄水位 175m，坝顶全长1983m； 三峡电站2003年8月首批4台机组开始发电，2008年全部建成投产； 三峡工程是世界最大规模的水电枢纽工程，也是治理长江的关键工程，具有防洪、发电、航运、灌溉等综合效益； 续1. 三峡工程及电气系统概况 三峡电站分为左岸电站，右岸电站及右岸地下电站等３个独立电站； 左岸电站装机14台，右岸电站装机12台，地下电站装机 6 台（扩建预留）； 单机容量 700 MW，总装机容量（只计地上电站）18.2 GW； 原定供电范围：华中、华东、四川重庆，最大送电分别为12.0、7.2、2.0 GW，现增广东； 三峡电站年发电量 84.7 TWh； 续1. 三峡工程及电气系统概况 全部机组采用发电机变压器组扩大单元形式一次升压至 500kV 接入电力网； 不设发电机端断路器（预留位置）； 500kV 主接线采用一个半断路器接线方式和置于厂坝之间的 GIS 封闭母线； 左岸电站 8 回出线：分送荆门 2 回，荆州 1 回，万县 2 回及直流换流站 3 回。 2. 左岸发变组及保护概况 左岸电站 分为左一电厂（8台机组）和左二电厂（6台机组）； 左一电厂： ABB 和ALSTOM公司提供 8 台水轮机、发电机、变压器、GIS及相应发变组的保护与控制设备； 左二电厂： SIEMENS 和VGS公司提供 6 台水轮机、发电机、变压器、GIS及相应发变组的保护与控制设备； 续2. 左岸发变组及保护概况 机组基本参数：U=20kV，I=22.453/24.249kA，P=700/756MW（777.8/840MVA)，COSφ= 0.9，转速n=75rpm，极对数p=40； 机组其它情况：水冷，自并励，定子绕组回叠波绕、每相 5并联分支、每分支36(34)匝、每相对地电容1.4(1.8)μF，转子绕组对地电容0.5(2.6)μF，中性点高阻接地（经配电变）； 变压器基本参数：840MVA，550kV/20kV，连接组Y0-d11，铁心形式为三相五柱整体，中性点直接或经小电抗接地，Uk=15%； 续2. 左岸发变组及保护概况 定子绕组分析图（ABB- ALSTOM发电机）： 续2. 左岸发变组及保护概况 定子绕组分析图（SIEMENS-VGS发电机）： 续2. 左岸发变组及保护概况 定子绕组分析： 同相同支同槽，占77.8％／52.9％， 同相异支同槽，占11.1％／17.6％， 异相异支同槽，占11.1％／29.4％， 最小同相同支同槽匝数，1匝／2匝， 最小同支同槽匝比，2.78％／5.88％； 定子短路分析： 匝间、分支间、相间均可能发生短路。 3. 机组保护关键技术问题 因三峡巨型机组价格昂贵、地位重要，对以下几方面提出较高的技术要求： 灵敏、速动、可靠、选择性； 完备的保护功能配置，不留死角； 主要和重要保护保证合理的冗余度； 保护分区独立，局部失效不影响整体； 自检和自诊断功能，能自闭锁和报警； 智能化原理和数字化技术。 续3. 机组保护关键技术问题 因三峡机组定子绕组分支数多，使短路、断线主保护灵敏度难以达到； 因三峡机组定子绕组匝间短路可能性大，必须配置匝间保护，技术难度大； 因三峡机组定子绕组对地分布电容大，绝缘监测和定子接地保护的难度大； 因三峡机组转子绕组对地分布电容大，绝缘监测和转子一点接地保护难度大。 4. 左岸发变组保护配置 发变组保护系统特点： 全数字式保护系统， 两个全独立子系统形成双重化双屏结构， 硬、软件自检和容错功能， 防止直流换流站谐波影响的措施， 故障录波和事件顺序记录功能（分辨率 ＜5 ms）， 与电站时钟同步功能（误差≤1 ms）； 续4. 左岸发变组保护配置 发变组保护系统配置——子系统Ａ： 01, 87GSP, 发电机完全纵差 02, 87GUP, 发电机裂相（分相横差） 03, 64G, 发电机定子接地* 04, 40G, 发电机失磁* 05, 78G, 发电机失步 06, 11G, 发电机后备 07, 51G, 发电机定子过负荷（过流） 08, 59G, 发电机定子过电压 续4. 左岸发变组保护配置 09, 52B, 断路器保护 10, 87T,