汽輪發電機不完全差動保護裝置的製作方法

2023-05-24 19:10:41

專利名稱：汽輪發電機不完全差動保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型裝置應用於火力發電廠汽輪發電機的快速主保護裝置系統，也可用於 運行電廠的技術改造領域。
背景技術：
目前，發電廠汽輪發電機主保護系統設計主要依據我國電力行業現有的技術規 程、規範設計。針對我國近年來機組容量不斷增大、事故率有所上升的狀況，在新建電廠汽輪發 電機主保護系統設計和投運電廠的技術改造中，突破原有設計思路、優化系統配置，充分利 用汽輪發電機的結構特點，擴大保護裝置的保護範圍，縮小保護死區，提高保護動作速度， 從而防止保護裝置誤動或拒動，縮短檢修時間，為國家和企業創造更好、更多的運行條件。QFS2-300-2型汽輪發電機是國產雙水內冷汽輪發電機，其額定出力為300麗，發 電機為三相式結構，每相由2分支並聯，所有12個端子均已由發電機製造廠引出。以往的 工程設計都只是按照有關的規程配置發電機完全差動保護，而為解決汽輪發電機定子匝間 短路問題，通常設置零序電壓原理的匝間短路保護。發電機完全差動保護對發電機定子同 相同分支的匝間短路以及同相不同分支的匝間短路是無能為力的，而零序電壓原理的匝間 短路保護裝置則由於整定值的大小對保護範圍有直接的影響，同時也容易受到區外故障的 影響而誤動。

實用新型內容有鑑於此，為了有效地利用汽輪發電機將6個分支的12個端子全部引出來的結構 特點，以便在汽輪發電機內部發生定子繞組匝間短路故障時能使保護裝置快速動作，達到 快速切除故障、縮小故障範圍、縮短檢修時間的目的。本實用新型採用如下技術方案—種汽輪發電機不完全差動保護裝置，在汽輪發電機中性點側6個引出端子上均 安裝有電流互感器，提供不完全差動保護及裂相橫差保護。發電機兩個中性點之間安裝有 電流互感器供單元件橫差保護。電流互感器為TPY級電流互感器。本實用新型採用上述技術方案的優點在於可以極大地減少保護裝置誤動、拒動 的可能，為機組的長期穩定運行、縮短檢修周期創造條件，同時也可以增加發電量，為電廠 創造更多的效益。

圖1為本實用新型發電機變壓器組主保護配置簡圖；圖2為本實用新型發電機小間布置簡圖的平面圖；圖3為本實用新型發電機小間布置簡圖的立面圖。
具體實施方式
本實用新型汽輪發電機不完全差動保護裝置具體採用如下技術方案在汽輪發電機中性點側每個引出端子上安裝供不完全差動保護用的電流互感器， 而且還安裝上供單元件橫差用的電流互感器。為了確保保護裝置能快速動作，還結合有關 的《電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則(DL/T866-2004)》的要求，對裝於汽輪發電機 引出端子上的電流互感器採用了具有暫態特性的TPY級電流互感器，以便確保提供給保護 裝置的信號能夠快速和準確。電流互感器參數的選擇按照滿足區外故障和區內故障均能提 供準確電流來要求。汽輪發電機中性點側供單元件橫差用的電流互感器參數也經過精心 選擇，確保在保護範圍內能提供準確的電流。請參見圖1至圖3，發電機的保護裝置進行了精心的配置禾Ij用汽輪發電機中性點 側6個弓丨出端子的電流先構成對每組分支的2套不完全差動保護，再形成裂相橫差保護。另 外，發電機兩個中性點之間還安裝有電流互感器供單元件橫差保護，能反映相間故障和同 相不同分支之間故障，取消了可靠性較低的零序電壓匝間保護。具體來講引出端子Xl連 接2個TPY級電流互感器1 ILHa和12LHa，引出端子X2連接2個TPY級電流互感器2ILHa和 22LHa，引出端子Yl連接2個TPY級電流互感器IlLHb和12LHb，引出端子Y2連接2個TPY 級電流互感器2ILHb和22LHb，引出端子Zl連接2個TPY級電流互感器IlLHc和12LHc，引 出端子Z2連接2個TPY級電流互感器21LHc和22LHc。兩個中性點之間接有2個電流互感 器 ILH 禾口 2LH。汽輪發電機內部短路故障分析是保護配置精心設計的基礎，為了確保2分支各自 的不完全差動保護、裂相橫差保護以及單元件橫差保護這三套保護裝置的保護範圍之間能 互相重疊，儘量不留死區，首先對汽輪發電機的內部結構進行詳細的分析、對可能發生的短 路故障類型進行分類統計，然後對各種不同的短路電流進行計算，最後對不同的保護配置 方案在各種故障情況下的動作進行分析，從中優選出最終的保護配置方案。形成兩套不完全差動保護裝置，汽輪發電機引出端子上的電流互感器安裝發電 機引出端子上的電流互感器參數按照不論區內故障還是區外故障均能準確反映故障電流 為期望值來確定。在安裝方式上，與以往同類型機組的安裝方式類似，都安裝在發電機小間 內，與以往不同的是，需要將發電機中性點側的每個分支單獨穿過一組電流互感器。發電機 中性點的電流互感器不僅作為不完全差動保護用，同時也供裂相橫差保護用。同樣，汽輪 發電機中性點兩分支之間供單元件橫差用的電流互感器也安裝在發電機小間內部。為了實現上述論證所設想的汽輪發電機不完全差動保護、汽輪發電機裂相橫差保 護以及汽輪發電機單元件橫差保護，選擇了微機型發電機變壓器組保護裝置作為主要的保 護裝置。該保護與以往的不同在於保護裝置內不再使用完全差動保護功能，亦不再使用零 序電壓方式的定子匝間保護功能，代之以不完全差動保護、裂相橫差保護以及單元件橫差 保護。本實用新型保護配置由於沒有死區，因而一旦發生故障可以快速切除，避免發生 湛江電廠機組由於故障發生在保護死區範圍內，導致保護不能及時動作，直至事故擴大後 發展到保護範圍內才動作的嚴重後果，避免高達數千萬圓甚至上億圓的直接損失。如上所述，本實用新型裝置提供了汽輪發電機保護裝置以及相關的應用，於是依 法提呈專利申請；然而，以上的實施說明及圖式所示，是本創作較佳實施例，並非以此局限本創作，是以，舉凡與本創作的構造、裝置、特徵等近似、雷同，均應屬本創作的創設目的及 申請專利範圍之內。
權利要求1.汽輪發電機不完全差動保護裝置，其特徵在於在汽輪發電機中性點側6個引出端 子上均安裝有電流互感器，提供不完全差動保護及裂相橫差保護。
2.如權利要求1所述的汽輪發電機不完全差動保護裝置，其特徵在於發電機兩個中 性點之間安裝有電流互感器供單元件橫差保護用。
3.如權利要求1所述的汽輪發電機不完全差動保護裝置，其特徵在於電流互感器為 TPY級電流互感器。
專利摘要本實用新型汽輪發電機不完全差動保護裝置在汽輪發電機中性點側每個引出端子上都安裝了供不完全差動保護用的電流互感器，而且還安裝了供單元件橫差用的電流互感器。為了確保保護裝置能快速動作，還結合有關的《電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則(DL/T866-2004)》的要求，對裝於汽輪發電機引出端子上的電流互感器採用了具有暫態特性的TPY級電流互感器，以便確保提供給保護裝置的信號能夠快速和準確。在採取了這些措施後，可以極大地減少保護裝置誤動、拒動的可能，為機組的長期穩定運行、縮短檢修周期創造條件，同時也可以增加發電量，為電廠創造更多的效益。
文檔編號H02H7/06GK201854013SQ20102025346
公開日2011年6月1日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者何贊峰, 李 和 申請人:中國電力工程顧問集團華北電力設計院工程有限公司