大型抽水蓄能机组继电保护分析与整定计算方法研究

论文摘要

随着我国电力系统建设的快速推进,大型抽水蓄能机组以其良好的调节特性得到了大力发展。为确保抽水蓄能电站和电力系统的安全稳定运行,不仅需要配置功能齐全的继电保护装置,还需要对大型抽水蓄能机组的特点和继电保护特性进行分析,不断提高抽水蓄能机组继电保护的各项性能。大型抽水蓄能机组保护的反时限特性与机组实际发热过程常常难以准确拟合。论文通过反时限动作方程的推导,分析了对数反时限动作方程与通用反时限动作方程的区别和联系,得出了对数反时限特性更接近机组实际过负荷发热过程的结论。根据大型抽水蓄能机组操作频繁、工况复杂,对振动承受能力较弱的特点,对定子绕组过负荷保护和负序过负荷保护的反时限动作判据提出了改进建议,解决了热积累和100Hz定子振动对机组安全的影响。低功率保护是抽水蓄能机组特有的保护之一。抽水蓄能机组由于其结构特点,容易在系统扰动下发生大幅功率振荡并造成低功率保护误动。本文通过电磁暂态仿真,结合抽水蓄能机组的水力过渡特性,对低功率保护动作判据进行了改进,提高了该保护的抗干扰能力和对严重故障的反应能力。自并励抽水蓄能机组发生近区故障时,其短路电流会随时间衰减,可能造成后备保护拒动。本文通过对比记忆型复压过流保护和电压制动式低压相关过流保护的保护判据,分析了大型自并励抽水蓄能机组后备保护的动作特性。以实际机组为算例,研究了自并励机组短路电流的变化特点,根据计算结果完善了后备保护的使用方法。通过运用本文相关研究成果,对抽水蓄能机组保护整定计算中的技术问题提出了解决方案,并在工程实际运行中得到了应用。在完成白莲河抽水蓄能电站发电电动机变压器组继电保护整定计算的同时,根据抽水蓄能电站的运行特点提出了一套完整、严谨的抽水蓄能机组继电保护整定计算工作规范。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 大型抽水蓄能机组保护技术的现状与发展
• 1.3 论文的主要内容和章节安排
• 2 抽水蓄能机组过负荷保护反时限特性分析与改进
• 2.1 抽水蓄能机组过负荷保护反时限特性的基本构成
• 2.2 反时限动作方程的分析
• 2.3 抽水蓄能机组定子过负荷保护的分析与改进
• 2.4 负序电流对机组振动的影响及负序过负荷保护改进策略
• 2.5 本章小结
• 3 抽水蓄能机组功率振荡特性分析与低功率保护整定改进
• 3.1 抽水蓄能机组低功率保护
• 3.2 抽水蓄能机组水泵工况的功率振荡与过渡过程分析
• 3.3 抽水蓄能电机功率振荡仿真
• 3.4 抽水蓄能机组低功率保护改进
• 3.5 本章小结
• 4 自并励抽水蓄能机组低压相关过流保护整定与分析
• 4.1 大型自并励机组相间短路过流后备保护
• 4.2 自并励机组相间短路特性与后备保护应用
• 4.3 本章小结
• 5 白莲河抽水蓄能电站发电电动机变压器组保护整定计算
• 5.1 白莲河抽水蓄能电站概况
• 5.2 白莲河抽水蓄能机组保护整定方案
• 5.3 本章小结
• 6 全文总结
• 6.1 总结
• 6.2 研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 作者在攻读硕士学位期间撰写的文章
• 附录2 作者在攻读硕士学位期间主要的科研工作
• 附录3 仿真模型参数