三峡左岸电站可能采用的发电机为700MW的特大型机组,水冷方式,定子槽数540槽,每分支36槽。根据对绕组展开图的分析,假定槽内上下层有可能发生短路,那么同相同分支短路占77.8,同相异分支短路占11.1,异相短路占11.1;同相同分支短路最小匝数为1匝,故其对各种保护方案灵敏度的要求极高。根据国外机组的实际情况,目前已经对三峡左岸电站发电机组提出了合理的保护方案。本文则根据国内生产大型发电机的实际情况,通过仿真分析,探讨将来大型水轮发电机内部短路主保护的其它方案。文章所用数据均建立在该机组的仿真分析上。
作为发电机主保护之一的横差保护不仅是定子绕组的匝间,而且是定子绕组内部一切故障(包括相间、匝间短路及分支开焊)的结构简单、高灵敏的主保护,即使发电机不并网运行,对各种相间、匝间短路也有很高的灵敏度。其缺点是不能反应机端相间短路,但这并不影响它作为主保护的优越性能,这是因为:发电机采用分相封闭母线,机端相间短路的可能性很小;所讨论的其它主保护对区内机端两相短路能够可靠动作。
尽管如此,为了获得高灵敏度,仍需注意以下一些问题:①保护电流互感器(TA)变比可适当选小一些,如(0.1~0.2)ING/5,但必须严格校核,使内部严重故障横差电流最大时TA不致饱和;②加强3次谐波滤波,为使保护在外部短路时可靠制动,3次谐波滤过比最好大于70;③在发电机正式投运前,应通过常规外部短路试验实测基波和3次谐波不平衡电流,以确定保护动作电流,在防止误动的重要前提下,尽量减小电流整定值。
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