三峡右岸机组定子故障形式及主保护方案研究

论文摘要

随着三峡左岸电站的并网发电和一批大型水电站的开工建设,水轮发电机组朝着特大容量的趋势发展,单机容量已达到甚至超过700 兆瓦,这种超大容量的发电机的安全性对整个电站乃至系统的安全稳定起着重要的作用。因此,对这类发电机进行内部故障形式与规律的研究、内部故障的暂态仿真计算并以此为根据合理设计其继电保护的配置方案,力求使保护拒动和误动的几率降至最低,是国内外关注的重要课题。论文根据三峡右岸电站两种发电机组的结构参数及电机绕组设计图,对定子绕组的结构进行了分析,确定了其最大可能发生短路故障的位置及故障类型,探讨了一种绕组分析的搜索算法,开发了一套发电机组定子绕组结构及短路故障形式分析程序。三峡电站目前引进的国外保护装置在国内尚缺乏原理理解与运行经验,论文对其保护原理与动作特性进行了较为深入的分析和研究,为右岸机组主保护配置研究提供了分析原型和整定依据; 同时论文对其保护整定值选取进行了分析与校核,确定了其定值选取方案并已在三峡电站投入应用。在对三峡右岸发电机定子绕组故障形式进行分析并形成内部故障集之后,利用课题组开发的“发电机定子绕组故障暂态仿真分析计算程序”对其故障的暂态过程进行了仿真计算,并对多分支发电机内部短路故障的规律性进行了研究。在此基础上,提出了动作性能最佳的机组主保护配置推荐方案。序网图是发电厂主设备保护整定计算的一项重要的基础性工作。论文基于三峡电站的主接线图以及电站不同时期的运行方式,开发了一套序网图自动绘制软件,可作为进一步开发主设备保护整定计算分析软件的组成部分。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 大型机组绕组结构研究综述
• 1.2 大型机组内部故障主保护研究综述
• 1.3 论文的主要工作和章节安排
• 2 三峡右岸机组绕组结构及其故障规律分析
• 2.1 定子绕组结构分析
• 2.2 定子绕组可能发生的故障形式分析
• 2.3 定子绕组内部短路故障的计算机搜索算法设计
• 2.4 三峡右岸机组定子绕组内部故障形式分析结果
• 2.5 对故障结果及其规律性的进一步分析
• 2.6 本章小结
• 3 目前三峡电站部分发变组主保护原理及其定值配置
• 3.1 发电机纵联差动保护
• 3.2 发电机中性点不平衡保护——单元件完全横差电流保护
• 3.3 发电机中性点不平衡保护——裂相保护
• 3.4 发电机定子绕组单相接地保护
• 3.5 反时限过负荷保护
• 3.6 本章小结
• 4 三峡机组主保护配置方案研究
• 4.1 三峡右岸电站发电机组内部故障仿真及保护分析
• 4.2 三峡右岸电站发电机主保护配置方案研究
• 4.3 本章小结
• 5 三峡电站序网图自动绘制软件的设计与开发
• 5.1 序网图绘制软件界面设计
• 5.2 序网图绘制软件的基本功能
• 5.3 序网图绘制软件实际运行情况
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 下一步的研究工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 附录2 Alstom 六分支机组绕组结构
• 附录3 东电五分支机组绕组结构
• 附录4 东电机组在推荐保护配置下的动作情况统计
• 附录5 序网图自动绘制软件操作说明与快捷键设置表