三峡大型机组的内部故障分析与保护配置研究

1/3三峡大型机组的内部故障分析与保护配置研究邰能灵尹项根王为国陈德树摘要文章通过对三峡投标机组绕组结构的详细分析,针对可能的内部故障,采用故障分量法计算出相应的差动电流,并以、号机组为例,分析了两台机组发生内部故障时各种保护方案的灵敏度,并详细讨论了内部故障的保护配置。关键词相间短路匝间短路匝比差动保护RESEARCHONINNERFAULTSOFGENERATORSINTHREEGORGESHYDROPOWERSTATIONANDGENERATORPROTECTIONSCHEMETAINENGLINGYINGXIANGGENWANGWEIGUOCHENDESHUHUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY430074,WUHANCHINAABSTRACTAFTERANALYZINGTHEWINDINGSTRUCTUREOFGENERATORSINTHREEGORGESHYDROPOWERSTATION,ANALGORITHMFORINNERFAULTSWHICHWILLOCCURPOSSIBLYISDESCRIBEDINTHISPAPERWITHFAULTCOMPONENTSTHERELEVANTDIFFERENTIALCURRENTCANBECALCULATEDBYTHISALGORITHMTHESENSIBILITYOFALLKINDOF2/3PROTECTIONSCHEMEISGIVENANDTHEMAINPROTECTIONSCHEMEFORINTERNALFAULTSISPRESENTEDKEYWORDSPHASETOPHASESHORTCIRCUITTURNTOTURNSHORTCIRCUITTURNRATIODIFFERENTIALPROTECTION三峡发电机组是三峡电站最重要的组成部分之一，其造价昂贵，结构复杂。一旦出现故障，不仅检修期长，而且造成巨大的直接和间接经济损失。三峡机组内部故障保护装置的拒动或者误动，都将产生严重后果，绝不能掉以轻心。因此，本文将对如何合理地选择各种保护并优化配置作简要分析。发电机的内部故障类型主要有（1）定子绕组的相间短路。这是对发电机危害最大的一种故障形式。（2）定子绕组的匝间短路。在匝间电压的作用下，产生很大的环流,引起故障处温度升高，绝缘破坏，并可能转变为单相接地短路或相间短路。（3）定子绕组的单相接地短路。这是发电机内部比较常见的一种故障。大型发电机中性点一般不接地或经高阻抗接地，出于安全的要求，其外壳必须接地。这就容易导致单相接地故障，若不及时发现，当又出现另一接地点时，会造成匝3/3间或相间故障。因此，三峡发电机组必须配置相应的单相接地保护。由于单相接地绝缘的破坏在三峡机组中不会产生大的故障电流，所以不列入本文讨论的问题。本文主要讨论因相间或匝间绝缘破坏而导致灾难性的相间或匝间短路。1绕组结构分析在对所有8种电机同槽层间的短路作了全面分析之后,针对机组内部各种不同的故障，笔者分析探讨了三种类型的层间短路同相同分支短路（同支）；同相异分支短路（同相异支）；异相异分支短路（异相）。各机组绕组短路的类型分析如表1所示。可见，可能的三峡机组均为5分支或8分支，最小短路匝比为278或588。众所周知，匝数很少尤其是多分支的匝间短路，是一种很难发现的故障。表1绕组短路类型分析TABLE1CLASSIFICATIO