本文選題：大型水輪發(fā)電機(jī) + 零序橫差保護(hù)�。� 參考：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：為適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以及能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需求，近年來(lái)我國(guó)大力發(fā)展水電，大量大型甚至超大型水輪發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行，成為重要的電源支撐，其安全運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。為保障機(jī)組的安全運(yùn)行，需要配置完善的繼電保護(hù)，而目前大型水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)在運(yùn)行中暴露出若干問(wèn)題，亟待研究解決。論文圍繞這些問(wèn)題，展開(kāi)了深入研究和改進(jìn)工作。 零序橫差保護(hù)是反應(yīng)大型水輪發(fā)電機(jī)組匝間、相間故障的主保護(hù)，其靈敏度受不平衡電流影響較大。論文在分析不平衡電流產(chǎn)生原因及影響因素的基礎(chǔ)上，，指出了目前常用的單門(mén)檻值過(guò)流判據(jù)及以機(jī)端相電流為制動(dòng)量的過(guò)流判據(jù)的不足，提出以氣隙感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為制動(dòng)量的判據(jù)，彌補(bǔ)了以相電流為制動(dòng)量的判據(jù)的不足，二者共同作用，構(gòu)成橫差保護(hù)主判據(jù)，輔以反映正序突變量及三次諧波比的閉鎖判據(jù)，既可準(zhǔn)確區(qū)分內(nèi)、外部故障，又大大提高了零序橫差保護(hù)靈敏度。 勵(lì)磁系統(tǒng)是大型水輪發(fā)電機(jī)的重要組成部分，論文在分析勵(lì)磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性及保護(hù)配置的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)一起勵(lì)磁系統(tǒng)事故案例，指出目前大型水輪發(fā)電機(jī)保護(hù)一般配置無(wú)法快速反應(yīng)滑環(huán)短路故障，在故障電流分析的基礎(chǔ)上，提出了勵(lì)磁變低壓側(cè)增設(shè)一段過(guò)流段的保護(hù)方案，并通過(guò)仿真分析對(duì)該過(guò)流段的電流定值及延時(shí)給出了整定建議。 大型水電廠一般有多臺(tái)機(jī)組同時(shí)并聯(lián)運(yùn)行，如果多臺(tái)機(jī)組同時(shí)失步且同時(shí)跳閘，對(duì)系統(tǒng)造成較大沖擊而不利于恢復(fù)同步。論文利用搭建的四機(jī)-無(wú)窮大仿真模型研究了機(jī)組失步的原因，分析了現(xiàn)有的失步保護(hù)及失步預(yù)測(cè)保護(hù)原理，在分析多機(jī)失步的動(dòng)作特性的基礎(chǔ)上提出了基于信息交互的多機(jī)失步保護(hù)方案，即在多機(jī)信息交互及多機(jī)失步預(yù)測(cè)的前提下，失步嚴(yán)重機(jī)組優(yōu)先跳閘，以利于其他機(jī)組的再同步，對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行具有重要意義。 對(duì)于大型發(fā)電機(jī)組，完備、合理的保護(hù)配置及整定計(jì)算是繼電保護(hù)正確行使職能的關(guān)鍵。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)某大型水電廠水輪發(fā)電機(jī)組保護(hù)整定工程實(shí)際，指出了整定計(jì)算及保護(hù)配置中需要注意的問(wèn)題，并對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了分析，為今后其他水輪機(jī)組的整定提供了參考意見(jiàn)。
[Abstract]:In order to meet the needs of sustainable development strategy and energy structure adjustment, in recent years, China has vigorously developed hydropower, and a large number of large or even super-large hydroelectric generating units have been put into operation, which has become an important power source support. Its safe operation plays an important role in the safety and stability of power system. In order to ensure the safe operation of the unit, it is necessary to configure the perfect relay protection. However, at present, some problems are exposed in the operation of the large-scale hydrogenerator set, which needs to be solved urgently. The thesis focuses on these problems and carries out further research and improvement work. The zero-sequence transverse differential protection is the main protection for inter-turn and inter-phase faults of large hydrogenerator sets, and its sensitivity is greatly affected by unbalanced current. Based on the analysis of the causes and influencing factors of unbalanced current, this paper points out the shortcomings of the single threshold overcurrent criterion and the over-current criterion which takes the terminal phase current as the braking quantity. The air-gap induction electromotive force is used as the brake quantity criterion, which makes up for the deficiency of the phase current criterion. They work together to form the main criterion of transverse differential protection and the locking criterion to reflect the positive sequence abrupt change and the third harmonic ratio. Both internal and external faults can be accurately distinguished, and the sensitivity of zero sequence transverse differential protection is greatly improved. Excitation system is an important part of large hydrogenerator. On the basis of analyzing the structure characteristic and protection configuration of excitation system, this paper combines a case of excitation system accident in China. It is pointed out that the general configuration of large hydrogenerator protection is unable to react quickly to the short-circuit fault of the slip ring. Based on the analysis of the fault current, the protection scheme of adding a section of over-current section to the low-voltage side of the excitation variable is put forward. Through the simulation analysis, the current setting and the time delay of the overcurrent section are determined and some suggestions are given. Large hydropower plants generally have multiple units running in parallel at the same time. If many units lose step at the same time and tripping at the same time, it will cause a great impact on the system and is not conducive to restoring synchronization. In this paper, the causes of unit out-of-step are studied by using the four-machine infinity simulation model, and the existing out-of-step protection and out-of-step prediction protection principle are analyzed. On the basis of analyzing the action characteristics of multi-machine out-of-step, a multi-machine out-of-step protection scheme based on information interaction is put forward, that is, under the premise of multi-machine information interaction and multi-machine out-of-step prediction, the out-of-step unit priority tripping is obtained. In order to facilitate the resynchronization of other units, it is of great significance for the stability and safe operation of the system. For large generator sets, complete and reasonable protection configuration and setting calculation are the key to the correct performance of relay protection. In this paper, the problems in setting calculation and protection configuration are pointed out, and these problems are analyzed in combination with the protection and setting engineering practice of a large hydropower plant in China. It provides reference for other turbine sets in the future.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM312;TM77

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本文編號(hào)：1816574