惠州抽水蓄能電站主設備的繼電保護

盧云祥

摘要：惠蓄電站8臺發電機組、主變、500kV高壓電纜的繼電保護為法國ALSTOM供貨，采用的保護裝置是ARVAR公司產品，抽水蓄能機組的工況比常規機組工況復雜，繼電保護系統的配置和實現比常規機組要求高，針對惠蓄電站繼電保護的特點，對發電機、變壓器和500kV高壓電纜的繼電保護配置做了的介紹。

關鍵詞：蓄能電站;機組、主變、高壓電纜保護;配置;調試

1 簡述

惠州抽水蓄能電站A廠和B廠總共安裝8臺300MW水泵水輪機/發電電動機組，發電機組分別與主變壓器接成8組發電機-變壓器單元，每兩組發-變單元在主變500kV側聯合，500kV側采用不完全單母線雙斷路器分段接線，500kV出線一回接至博羅500kV變電站，二回接至東莞500kV變電站。

電站在系統中的主要任務是調峰、填谷、事故備用、調頻和調相。

2 電氣主設備保護配置圖

圖1為1#機組發電機、主變、高壓電纜、廠用變、勵磁變的保護接線圖，其中1#、2#機組共用一套高壓電纜保護，其他機組的類似。

3 電氣主設備保護的配置

3.1 發電機組保護：

發電機保護設計A、B兩套保護，主要的保護功能基本相同，互為備用。A套中設置P343和P141各一臺保護裝置。B套中設置P632、P345、P141、RARIC各一臺保護裝置。保護出口設置有插針式的出口跳閘矩陣。

P343、P345B的保護設置有2套保護定值：setting 1（發電模式方向），setting 2（電動模式方向），在水泵工況時由內部軟件對電壓和機組中心點側的電流進行A/C換相。

P141 A 、P141 B設置有2套保護定值：setting 1（發電模式方向），setting 2（電動模式方向），在水泵工況時由內部軟件對電壓進行A/C換相。

P632 B的保護設置有3套保護定值：setting 1（發電模式方向），setting 2（電動模式方向），在水泵工況時由內部軟件對機組出口側和中心點側的電流都進行A/C換相，setting 3（用于電氣剎車、背靠背工況）。

3.2主變保護

主變保護設計A、B兩套保護，保護功能基本相同，互為備用。A套中配置P634（主變）、P141（主變）、P141（勵磁變）各一臺保護裝置。B套中配置P634、P141各一臺主變保護裝置，B套保護柜兼作保護出口，設置有插針式的出口跳閘矩陣。

3.3? 500kV高壓電纜保護

相鄰的兩臺發電機機組，A廠1#/2#機組、3#/4#機組，B廠5#/6#機組、7#/8#機組共用一條500kV高壓電纜，一共4條高壓電纜出線。

每一條高壓電纜設計A、B兩套差動保護，A套保護配置兩臺P541光纖差動保護裝置，分別布置于高壓電纜的兩側，在開關站繼保室設置一臺，在地下廠房主變室二樓設置另一臺。開關站繼保室P541保護裝置一側的電流取自開關站500kV側GIS內的CT，變比2000/1;主變室二樓P541裝置一側的電流取自地下廠房主變高壓側500kV GIS內的CT，變比2000/1，在兩臺P541裝置之間通過光纖連接，傳輸對側所需要的電流采樣信號。

B套保護配置一臺P633差動保護裝置，布置在開關站繼保室內，兩側差動電流分別取自開關站500kV側GIS內的CT（變比2000/1）和廠房主變高壓側500kV GIS內的CT（變比2000/1），廠房側的CT采樣電流，采用4×4mm2的屏蔽電纜經過高壓電纜洞傳送到81LRG002AR保護柜，供P633差動保護裝置用，電纜長度約600米。

差動保護動作后跳開500kV電纜對應兩臺機組的GCB、500kV開關、廠用電18kV開關、跳對應機組的SFC 18kV供電電源開關，發滅磁、停機令。

4 保護調試

保護裝置在靜態調試時，必須校驗每一臺保護裝置的電壓和電流采樣精度，對每一種保護功能按照ALSTOM設計整定值進行調試，檢查多套保護定值之間的切換功能、檢查保護裝置內部邏輯功能、檢查保護裝置出口，模擬故障狀態檢查保護動作后跳對應的開關。

惠蓄電站由于500kV系統建設工期走在前面，對于保護系統重要的CT、PT二次回路的檢查，首先是500kV系統CT、PT二次回路要求在主變充電前完成檢查，但無法按照機組啟動試運行規程的方法，在機組啟動后采用發電機短路升流、空載升壓的方法來檢查，現場采用繼電保護測試儀由CT二次回路注入三相電流，檢查回路電流的幅值和相位，電壓回路檢查方法亦如此;其次在機組動態調試時，采用發電機短路升流的方法檢查GCB與發電機之間CT、發電機中性點CT二次回路的電流幅值和相位，采用發電機空載升壓方法檢查機端出口PT二次回路的電壓幅值和相位。

在發電機進行短路試驗時，對保護裝置上所有電流型的保護功能進行實際動作測試，通過修改電流保護整定值，模擬保護動作跳機;發電機空載特性試驗時，對保護裝置上所有電壓型的保護功能進行實際動作測試，通過修改電壓保護整定值，模擬保護動作跳機。發電機并網帶25%負荷后，再次對發電機、主變、高壓電纜差動保護的差流、制動電流、CT極性進行仔細的檢查、核對。

5結語

惠蓄電站主設備的繼電保護系統，在試運行期間，發生誤動作的次數極少，在1#機發生轉子掃膛的事故，及1#機組勵磁柜清潔時交流勵磁開關前端發生接地短路事故，保護都能正確動作，跳開相應的開關，防止故障擴大，保護系統滿足可靠性、選擇性的要求。

個別不合理的保護整定值，隨著長時間運行的檢驗，也將會暴露出來，通過電廠的運行總結，將給我國抽水蓄能電站的保護設計和運行提供更多的經驗。

參考文獻：

[1]殷建剛，彭豐，楊學鋒.抽水蓄能電廠機組保護的特點與配置[J].湖北電力.2002（04）

[2]李賢海.福建仙游抽水蓄能電站電氣設計探討[J].水力發電.2002（01）