抽水蓄能机组及其辅助设备技术：继电保护

第一章 概述

第一节 抽水蓄能电站继电保护作用及要求

第二节 抽水蓄能电站继电保护组成

第三节 抽水蓄能电站继电保护发展现状

第二章 继电保护设计

第一节 保护功能配置及要求

第二节 互感器选型与布置

第三节 二次回路设计

第四节 保护出口方式

第三章 发电电动机保护

第一节 运行工况特点及对保护影响

第二节 发电电动机相间短路主保护

第三节 发电电动机定子匝间故障保护

第四节 发电电动机相间后备保护

第五节 发电电动机定子接地保护

第六节 发电电动机转子接地保护

第七节 发电电动机过负荷保护

第八节 发电电动机失磁保护

第九节 发电电动机失步保护

第十节 抽水方向启动过程及其保护

第十一节 发电电动机过励磁保护

第十二节 发电电动机异常运行的其他保护

第四章 变压器保护

第一节 主变压器保护配置

第二节 主变压器纵联差动保护

第三节 主变压器零序差动保护

第四节 主变压器相间故障后备保护

第五节 主变压器接地故障后备保护

第六节 主变压器过励磁保护

第七节 主变压器非电量保护

第八节 励磁变压器保护

第五章 电气设备及厂用电系统保护

第一节 开关站电气设备保护

第二节 厂用电系统保护

第六章 继电保护试验

第一节 型式试验

第二节 出厂试验

第三节 现场试验

第七章 继电保护运行及维护

第一节 运行操作

第二节 检修维护

第三节 定值管理

第八章 继电保护新技术展望

第一节 基于光学电流互感器的发电电动机保护

第二节 变速抽水蓄能机组继电保护

第三节 就地化保护

第四节 弧光保护

第九章 工程应用案例

第一节 响水涧抽水蓄能电站继电保护

第二节 天荒坪抽水蓄能电站继电保护

第三节 宜兴抽水蓄能电站继电保护

第四节 蒲石河抽水蓄能电站继电保护

第五节 白莲河抽水蓄能电站继电保护2100433B

随着我国经济和电力工业的快速发展，我国抽水蓄能事业取得了非凡成就，尤其在抽水蓄能机组自主化方面，积累了很多成功经验。为了全面展示抽水蓄能机组自主化工作成就，提高抽水蓄能设备研发、设计、制造、安装、调试、运维水平，促进我国抽水蓄能领域技术人才培养，满足我国当前抽水蓄能事业快速发展的需要，国网新源控股有限公司组织编写了《抽水蓄能机组及其辅助设备技术》丛书，共8个分册，本丛书填补了同类技术书籍的市场空白。

《抽水蓄能机组及其辅助设备技术：继电保护》为继电保护分册。全书共分9章，从继电保护设计、原理、试验、运行、维护等各专业对抽水蓄能电站继电保护进行了全面的介绍，重点突出发电电动机变压器组保护的相关内容，并介绍了继电保护新技术的发展和应用情况。

《抽水蓄能机组及其辅助设备技术：继电保护》既有理论知识，又有设计、试验、运行和维护的实践与方法，同时还附有工程实例，适合从事抽水蓄能行业继电保护产品研发、设计、制造、安装、调试、运维等专业技术人员阅读，同时也可供相关科研技术人员和大专院校师生参考使用。

随着我国经济和电力工业的快速发展，我国抽水蓄能事业取得了非凡成就，尤其在抽水蓄能机组自主化方面，积累了很多成功经验。为了全面展示抽水蓄能机组自主化工作成就，提高抽水蓄能设备研发、设计、制造、安装、调试、运维水平，促进我国抽水蓄能领域技术人才培养，满足我国当前抽水蓄能事业快速发展的需要，国网新源控股有限公司组织编写了《抽水蓄能机组及其辅助设备技术》丛书，共8个分册，本丛书填补了同类技术书籍的市场空白。

《抽水蓄能机组及其辅助设备技术：静止变频器》是静止变频器分册。主要对抽水蓄能电站机组启动用晶闸管电流源型静止变频器的发展及国产化情况、工作原理、系统组成等进行了介绍，对静止变频器的性能指标及主要设备的设计原则、设计方法等进行了详细总结，并给出了工程算例，对静止变频器的控制器硬件、软件组成、运行模式控制、转子位置检测、闭环控制、励磁按制、并网控制及流程控制等进行了详细分析，对静止变频器的试验分类、试验方法、日常运行与维护进行了总结，对抽水蓄能电站定速机组及交流励磁可变速机组的启动方式进行了展望，最后对我国抽水蓄能电站若干典型静止变频器工程的设备主接线、参数、组屏及运行情况进行了收集整理。

《抽水蓄能机组及其辅助设备技术：静止变频器》适合从事抽水蓄能行业研发、设计、制造、安装、调试、运维等专业技术人员阅读，同时也可供相关科研技术人员和大专院校师生参考使用。

机组的继电保护按照部颁SDJ6-83《继电保护和安全自动装置技术规程》有关规定，结合该抽水蓄能机组的具体要求进行配置。保护装置选用的是南京电力自动化设备总厂生产的WFBZ-01型微机继电保护装置。

溪口抽水蓄能电站3.1　主保护

发电电动机和变压器的相间短路保护，有关规程要求：对1MW以上的发电机，应装设纵联差动保护；对发电机-变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的纵联差动保护。该电站单机额定发电容量40MW，主接线采用变压器一线路组接线，发电电动机与主变压器间有断路器，故发电电动机采用一套纵差，主变压器采用一套纵差。抽水蓄能电站，发电电动机作为发电机和作为电动机运行时转向不同，定子相序需要切换，为避免TA二次侧相应切换，两台换相开关柜上各装设一组TA，其对应副边并联。发电机和主变压器两套纵差保护的保护区在发电电动机出口两台换相开关处重叠。

该电站发电电动机在水泵工况时采用半电压异步启动，主变压器低压侧绕组带中间抽头，其接线组为YN，d11-d9，因此在降压启动断路器上再加两组TA，分别用于发电电动机和主变压器在抽水工况降压启动过程中的纵差保护。用于主变差动的TA其接线上作了特殊处理，以保证电源相位一致，变化按降压时选择。差动保护引入电气制动开关辅助触点，当电气制动时，差动保护自动退出运行。保护瞬时动作于跳机组出口断路器、灭磁和停机。TA断线会引起差动保护误动，因此设置了TA断线闭锁环节。

溪口抽水蓄能电站3.2　发电机一变压器组后备保护

该保护作为发电机一变压器组外部相间短路故障和发电机一变压器组主保护的后备。保护采用带电流记忆的复合电压启动过电流保护，保护由机端电压和中性点侧电流构成，电流元件带记忆，记忆时间可整定。出口分两段延时：第一时限跳主变高压侧断路器；第二时限跳机组出口断路器、灭磁和停机。

引入半压启动断路器接点，当半压启动时自动闭锁保护。引入发电和抽水断路器辅助接点，当在抽水或发电状态时自动切换电压相序。在机组启动和停机过程中，负序电压环节不能正确工作，因此当断路器断开时，自动解除负序电压环节，转换成过流保护，因为此时电压一般较低，已无必要用低电压来改善灵敏度。由于在抽水启动过程中，启动的电流较大，为防止误动，此电流的整定按躲过启动期间最大的电流(闭锁)来整定，低压也整定得较低，以免并网时不正确动作。

溪口抽水蓄能电站3.3　定子绕组接地保护

保护反映中性点TV二次侧3U0电压，瞬时动作于跳开机组出口断路器、灭磁和停机。

溪口抽水蓄能电站3.4　定子绕组过负荷保护

采用接于一相的电流继电器作为反应定子绕组对称过负荷的保护。保护带时限动作于信号。引入半压启动断路器接点，当半压启动时自动闭锁保护。

溪口抽水蓄能电站3.5　 定子绕组过电压保护

定子绕组过电压保护延时动作于跳开机组断路器、灭磁和停机。

溪口抽水蓄能电站3.6　励磁回路一点接地保护

采用测量转子对地导纳原理的灵敏度一致的转子一点接地保护。保护带时限动作于信号。

溪口抽水蓄能电站3.7　失磁保护(具备TV断线闭锁)

保护反应变压器低压侧TV电压和TA电流经延时t1发信号；t2动作于跳机组出口断路器、灭磁和停机。引入灭磁开关辅助接点，当灭磁开关误跳时，实现联跳。引入抽水断路器辅助接点，在断路器断开时闭锁联跳。为防止抽水启动时，从系统吸收P、Q，应闭锁。同时和失步保护一样，延时投入，延时时间考虑最长拉入同步的时间。

溪口抽水蓄能电站3.8　抽水工况低功率保护

机组抽水运行时，如电源突然消失，若不采取停机关导叶或其它有效措施切断水流，机组便会很快减速到停机，并向反方向旋转，然后升速到对应于当时导叶开度的飞逸转速，对机组、高压输水管道非常危险，因此必需装设抽水工况的失电保护。低功率保护检测抽水时电机的输入功率，当其低于某一限值时保护动作于跳开机组断路器、灭磁和停机。同时引入球阀全关位置接点，保护在球阀全关时闭锁。

溪口抽水蓄能电站3.9　抽水工况低频率保护

该保护的功能与低功率保护相同，它也只在抽水工况时投入作为低功率保护的后备。

此外，还有抽水工况失步保护、励磁变过电流保护和轴电流保护。总之溪口抽水蓄能电站自投入运行以来，电站监控保护系统运行稳定可靠，实现了综合效率达77%的良好经济效益。2100433B