發(fā)電機(jī)主中引出線保護(hù)選型及結(jié)構(gòu)布置

李　雷，石　陽(yáng)

(1哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150040；2哈爾濱電氣動(dòng)力裝備有限公司，黑龍江哈爾濱150040)

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發(fā)電機(jī)主中引出線保護(hù)選型及結(jié)構(gòu)布置

李雷1，石陽(yáng)2

(1哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150040；2哈爾濱電氣動(dòng)力裝備有限公司，黑龍江哈爾濱150040)

摘要主要針對(duì)錦屏一級(jí)發(fā)電機(jī)的主中引出線保護(hù)方案選型進(jìn)行詳細(xì)說明，根據(jù)分析和計(jì)算對(duì)保護(hù)方案的最佳方案進(jìn)行選型。并且根據(jù)電站機(jī)坑的實(shí)際尺寸進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的詳細(xì)布置。

關(guān)鍵詞主中引出線；保護(hù)選型；結(jié)構(gòu)布置

0引言

為確保錦屏一級(jí)電站發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行，必須正確選擇其主保護(hù)配置方案。為了避免工作中方案選擇的盲目性，一定要了解發(fā)電機(jī)實(shí)際短路的條件和特征，進(jìn)而計(jì)算各種主保護(hù)方案的靈敏度，為方案的取舍做出正確的選擇。

錦屏一級(jí)發(fā)電機(jī)采用整數(shù)槽(q=4)波繞組(定子繞組節(jié)距為y1=14、y2=10)，42極，定子槽數(shù)為504，每相6分支，每分支28槽。發(fā)電機(jī)額定參數(shù)為：PN=647.5MW，UN=20kV，IN=20207.3A，cosφN=0.925，If0=1823.6A,IfN=3169A。

1保護(hù)方案的選型

根據(jù)對(duì)錦屏電站發(fā)電機(jī)定子繞組接線展開圖的分析，該發(fā)電機(jī)定子繞組實(shí)際可能發(fā)生的內(nèi)部短路如表1和表2所示。

定子槽內(nèi)上、下層線棒間短路共504種(等于定子槽數(shù))。通過對(duì)同槽故障的分析，發(fā)現(xiàn)：同相同分支匝間短路234種，占46.43%；同相不同分支匝間短路18種，占3.57%；相間短路252種，占50%。

定子繞組端部交叉處短路共11088種。通過對(duì)端部交叉故障(簡(jiǎn)稱為端部故障)的分析，同相同分支匝間短路252種，占2.27%；同相不同分支匝間短路3024種，占27.27%；相間短路7812種，占70.45%。

錦屏一級(jí)發(fā)電機(jī)實(shí)際可能發(fā)生的端部故障數(shù)取決于定子線圈數(shù)目和節(jié)距大??；根據(jù)該發(fā)電機(jī)的繞組接線圖，每一線圈均可與23×2=46個(gè)線圈由于端部接觸而發(fā)生短路,這取決于定子線圈的合成節(jié)距大小。

錦屏一級(jí)發(fā)電機(jī)的504個(gè)線圈, 每一線圈均可與44個(gè)線圈由于端部接觸而發(fā)生短路。因此總共可能發(fā)生504×44/2=11088種端部故障，與表2的統(tǒng)計(jì)結(jié)果完全一致。

根據(jù)不同保護(hù)方案的對(duì)比分析,對(duì)于錦屏機(jī)組決定采用將每相的1、3、5分支接在一起，形成中性點(diǎn)O1；再將每相的2、4、6分支接在一起，形成中性點(diǎn)O2。在O1～O2之間接一個(gè)電流互感器TA0，并在每相的1、3、5分支組和2、4、6分支組上裝設(shè)分支電流互感器TA1～TA6，且有機(jī)端相電流互感器TA7～TA9，以構(gòu)成一套零序電流型橫差、一套完全裂相橫差和兩套不完全縱差保護(hù),如圖1所示。

在錦屏一級(jí)實(shí)際可能發(fā)生的11592種內(nèi)部短路中，流過中性點(diǎn)連線的短路電流在1.78倍額定電流以上(36000A以上，對(duì)應(yīng)的零序電流型橫差保護(hù)的靈敏系數(shù)為35.63以上)的故障，所占比率不大于8.23%，89.36%的故障發(fā)生時(shí)流過中性點(diǎn)連線的短路電流在1515.5～36000A之間，還有2.41%的故障發(fā)生時(shí)流過中性點(diǎn)連線的短路電流不足以使零序電流型橫差保護(hù)動(dòng)作。

基于上述錦屏一級(jí)內(nèi)部短路時(shí)中性點(diǎn)連線電流的大小及其分布特點(diǎn)，確定零序電流型橫差保護(hù)用TA的型號(hào)為5P30、變比為1200/1A。

對(duì)于發(fā)電機(jī)機(jī)端和中性點(diǎn)側(cè)分支TA的選型，根據(jù)已頒布執(zhí)行的GB/T14285—2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》和DL/T866—2004《電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算導(dǎo)則》中明確規(guī)定： “330kV及以上系統(tǒng)保護(hù)、高壓側(cè)為330kV及以上的變壓器和300MW及以上的發(fā)電機(jī)變壓器組差動(dòng)保護(hù)用電流互感器宜采用TPY電流互感器”。

所以，對(duì)于單機(jī)容量為647.5MW的錦屏一級(jí)發(fā)電機(jī)，其機(jī)端和中性點(diǎn)側(cè)分支電流互感器均應(yīng)采用TPY級(jí)。根據(jù)以上原則及發(fā)電機(jī)額定參數(shù)，錦屏一級(jí)發(fā)電機(jī)機(jī)端電流互感器選擇TPY-10VA，變比為30000/1A；發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)各分支電流互感器選擇TPY-10VA，變比為15000/1A。

2結(jié)構(gòu)形式的布置

根據(jù)保護(hù)方案的選取，銅環(huán)引出線的中性點(diǎn)側(cè)布置為6個(gè)引出端，按順時(shí)針順序分別為W12，V12，U12，W22，V22，U22。根據(jù)機(jī)坑的形狀及空間的限制，將連接銅排及電流互感器的支撐布置，如圖2所示。

為了將來機(jī)組運(yùn)行維護(hù)和檢修的方便，在銅環(huán)的出口側(cè)設(shè)置了銅編織軟連接線，方便互感器檢修更換。互感器和銅排的支撐結(jié)構(gòu)采用材料為非磁性型鋼結(jié)構(gòu)，并對(duì)機(jī)坑混凝土進(jìn)行了復(fù)合鋼板的磁屏蔽保護(hù)措施，避免將來機(jī)組運(yùn)行時(shí)影響機(jī)坑混凝土的強(qiáng)度。

3結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)錦屏發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)保護(hù)方案的分析、計(jì)算和選型，最終選擇了一套最佳的保護(hù)配置方案。目前機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)良好。本文對(duì)后續(xù)類似機(jī)組的保護(hù)方案選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

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ProtectionTypeSelectionandStructuralArrangementofMainNeutralLeadofGenerator

Li Lei and Shi Yang

(1.HarbinElectricMachineryCompanyLimited,Harbin150040,China；2.HarbinElectricPowerEquipmentCo.,Ltd.,Harbin150040,China)

AbstractThispaperdescribesprotectiontypeselectionofmainneutralleadofJinpingprimarygeneratorindetail.Theoptimalprotectiondecisionisselectedthroughanalysisandcalculation.Anddetailedstructuralarrangementiscarriedoutaccordingtoactualsizeofgeneratorpitofpowerstation.

KeywordsMainneutrallead；protectiontypeselection；structuralarrangement

DOI:10.3969/J.ISSN.1008-7281.2016.03.15

中圖分類號(hào)：TM303

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-7281(2016)03-0048-003

作者簡(jiǎn)介：李雷男1982年生；畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)電機(jī)專業(yè)，主要從事大型水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作.

收稿日期：2016-01-14