【正文】 differential protection, the unittransverse differential protection and rotor earth fault protectionare introduced in WORDS:Xiluodu Hydropower Plant。Thegeneratortransformer。Protection configuration0引言溪洛渡水電站左、右地下廠房各安裝9臺立軸半傘式水輪發(fā)電機(jī)組，額定容量為770MW。18臺發(fā)電機(jī)出口設(shè)斷路器（GCB），出口電壓為20kV，采用發(fā)電機(jī)—變壓器組單元接線，經(jīng)主變升至550kV分別接入國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。發(fā)電機(jī)采用自并勵(lì)方式，每臺發(fā)電機(jī)機(jī)端均接有1臺勵(lì)磁變壓器，左岸2，3，5，6，8，9機(jī)組和右岸10，11，13，14，16，17機(jī)組各接有高壓廠用變壓器。裝置提供了發(fā)電機(jī)變壓器所需要的全部電量保護(hù)功能，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)變壓器故障保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)、后備保護(hù)等，兩套裝置可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)完全雙重化，操作回路和非電量保護(hù)裝置單獨(dú)配置。同時(shí)該裝置具有設(shè)計(jì)簡潔，整定、維護(hù)、調(diào)試方便，安全可靠，符合反措要求等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)變組保護(hù)組屏方案溪洛渡電站18套發(fā)變組保護(hù)組屏方式完全相同，組屏方案如圖1所示，每套發(fā)變組單元由5面屏組成，分別為按雙重化配置的發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁變保護(hù)屏PRC85GW61A、PRC85GW61B；按雙重化配置的主變壓器、高壓廠變保護(hù)屏PRC85TW51A、PRC85TW51B和非電量保護(hù)屏PRC85TW51C。此外，各保護(hù)屏均配置了RCS9784A型交換機(jī)，與保護(hù)信息管理系統(tǒng)通訊。1發(fā)變組保護(hù)裝置簡介溪洛渡電站相應(yīng)的發(fā)電機(jī)、變壓器、勵(lì)磁變及高壓廠用變保護(hù)選用南瑞繼保電氣有限公司（簡稱南瑞繼保）生產(chǎn)的RCS985系列大型水輪發(fā)電機(jī)變壓器成套保護(hù)裝置。RCS985型保護(hù)裝置是根據(jù)國家電力公司科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目合同SPKJ01002研制，采用了以高性能數(shù)字信號處理器DSP芯片及32位CPU為基礎(chǔ)的硬件系統(tǒng)，是真正的數(shù)字式發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)裝置。該保護(hù)***500kV05 06PR4PR5RCS974AG發(fā)電機(jī)復(fù)壓過流保護(hù) 發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)（注入式、零序電壓、三次諧波電壓）主變復(fù)壓過流保護(hù) 主變接地保護(hù)PR3*主變RCS985TWRCS9784ARCS985TWRCS9784A**高廠變***發(fā)電機(jī)*PR1RCS985GW07 08 09 10PR2RCS985GWRCS9784A轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)（乒乓切換式和注入式）主變過勵(lì)磁保護(hù)發(fā)電機(jī)定子過負(fù)荷保護(hù) PT 斷線 發(fā)電機(jī)負(fù)序過負(fù)荷保護(hù) TA 斷線 失磁保護(hù) 失步保護(hù) 定子過電壓保護(hù) 發(fā)電機(jī)過勵(lì)磁保護(hù) 逆功率保護(hù) 頻率保護(hù) 誤上電保護(hù) 發(fā)電機(jī)啟停機(jī)保護(hù) 發(fā)電機(jī)開關(guān)失靈保護(hù)主變重瓦斯 主變壓力釋放 主變壓力突變 主變繞組溫度過高 主變油溫過高 主變公共箱油溫過高 主變輕瓦斯 主變繞組溫度高 主變油溫高 12 13 14 15 16 17 18 **RCS9784A圖1 溪洛渡電站發(fā)變組保護(hù)組屏方式3發(fā)變組保護(hù)配置溪洛渡電站發(fā)電機(jī)組分別由3個(gè)不同廠軸電流保護(hù) 主變公共箱油溫高 家制造,其中左岸電站1～6機(jī)組由哈爾濱PT 斷線 主變油位異常 電機(jī)廠（簡稱HEC）制造、7～9機(jī)組由上TA 斷線 海福伊特水電設(shè)備公司（簡稱VHS）制造、右岸10～18機(jī)組由東方電機(jī)廠（簡稱DEC）4發(fā)變組部分保護(hù)簡介 制造，HEC和VHS機(jī)組采用波繞組，DEC 機(jī)組采用疊繞組。發(fā)電機(jī)定子繞組結(jié)構(gòu)的不發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的基本原理，如圖2所同，使得發(fā)電機(jī)主保護(hù)在各種內(nèi)部故障時(shí)的示，假設(shè)TATATA3流入保護(hù)裝置的電動(dòng)作靈敏度也不一樣。為此，清華大學(xué)電機(jī)amp。amp。、Iamp。、I系對三種不同繞組形式的發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障流分別為I123進(jìn)行了全面仿真計(jì)算，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)溪洛渡電站機(jī)組主保護(hù)采用“完全縱差+完全裂相橫差+零序電流型橫差”配置方案。該方案的的靈敏度，除DEC機(jī)組在同相同分支小匝數(shù)（%）%動(dòng)作死區(qū)外，HEC和VHS機(jī)組在內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作死區(qū)均很小。除以上主保護(hù)，發(fā)變組保護(hù)還配置了發(fā)電機(jī)變壓器異常運(yùn)行保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)等，具體配置如表1所示。表1發(fā)電機(jī)、主變保護(hù)功能一覽表序號 發(fā)電機(jī)保護(hù)功能 01 02 03 04 發(fā)電機(jī)完全差動(dòng)保護(hù) 發(fā)電機(jī)工頻變化量差動(dòng)保護(hù)發(fā)電機(jī)裂相橫差保護(hù) 高靈敏橫差保護(hù)主變保護(hù)功能 主變差動(dòng)保護(hù) 主變工頻變化量差動(dòng)保護(hù)主變零序差動(dòng)保護(hù) 主變負(fù)序過流保護(hù)圖2 發(fā)電機(jī)差動(dòng)基本原理圖當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行或外部故障時(shí):amp。+Iamp。+Iamp。=0 Id=I123當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)：amp。+Iamp。+Iamp。185。0 Id=I123發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，內(nèi)部短路電流會(huì)產(chǎn)生差電流，保護(hù)裝置動(dòng)作。發(fā)電機(jī)外部故障時(shí)，發(fā)電機(jī)里只流過穿越性電流（負(fù)荷電流或外部短路電流），不會(huì)產(chǎn)生差電流，保護(hù)裝置不會(huì)誤動(dòng)作。溪洛渡電站差動(dòng)保護(hù)主要包括變斜率比率差動(dòng)保護(hù)、高值比率差動(dòng)保護(hù)和工頻變化量差動(dòng)保護(hù)。 變斜率比率差動(dòng)保護(hù)變斜率比率差動(dòng)保護(hù)提高了穩(wěn)態(tài)差動(dòng)的靈敏度，并對TA暫態(tài)不一致有很好的制動(dòng)作用，其動(dòng)作特性如圖3所示。比率差動(dòng)斜率，～，；n為最大比率制動(dòng)系數(shù)時(shí)的制動(dòng)電流倍數(shù)。為避免區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障時(shí)TA飽和等因素引起比率差動(dòng)保護(hù)延時(shí)動(dòng)作，裝置設(shè)有一高比例和高起動(dòng)值的比率差動(dòng)保護(hù)，利用其比率制動(dòng)特性抗區(qū)外故障時(shí)TA的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)飽和，而在區(qū)內(nèi)故障TA飽和時(shí)能可靠正確動(dòng)作。穩(wěn)態(tài)高值比率差動(dòng)的動(dòng)作方程如下：236。Id180。Ie 237。II| 工頻變化量差動(dòng)保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器內(nèi)部輕微故障時(shí)，穩(wěn)態(tài)差動(dòng)保護(hù)由于負(fù)荷電流的影響，不能靈敏反應(yīng)。工頻變化量差動(dòng)保護(hù)的設(shè)置提高了重負(fù)荷情況下內(nèi)部輕微故障的靈敏度。其動(dòng)作方程為：圖3RCS985發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的動(dòng)作特性當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于差動(dòng)速斷整定值時(shí)瞬時(shí)動(dòng)作于出口繼電器，比率差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作方程如下：236。IdKbl180。Ir+IcdqdIrnIe239。239。Kbl=Kbl1+Kblr(Ir/Ie)amp。amp。amp。236。239。239。DIr=|DI1|+|DI2|+|DI3237。IdKbl2180。(IrnIe)+b+IcdqdIr179。nIe237。amp。+DIamp。+DIamp。|239。DId=|DI239。123238。 239。Kblr=(Kbl2Kbl1)/(2180。n)239。b=(K+K180。n)180。nI其中DIdt為浮動(dòng)門坎，隨著變化量輸出增大bl1blre238。236。amp。+Iamp。+Iamp。I113239。239。Ir=237。2 239。amp。+Iamp。+Iamp。I=I239。d123238。式中Id為差動(dòng)電流，Ir為制動(dòng)電流，Icdqd為差動(dòng)電流起動(dòng)定值，Ie為額定電流。Kbl為比率差動(dòng)制動(dòng)系數(shù)，Kblr為比率差動(dòng)制動(dòng)系數(shù)增量；Kbl1為起始比率差動(dòng)斜率，～，；Kbl2為最大而逐步自動(dòng)提高。始終略高于不平衡輸出，保證在系統(tǒng)振蕩和236。DId+Idth239。237。DId2IeDIr2Ie頻率偏移情況下，保護(hù)不誤動(dòng)。DId為差動(dòng)DIr為電流的工頻變化量。Idth為固定門坎。制動(dòng)電流的工頻變化量，它取最大相制動(dòng)。為防止在區(qū)外故障時(shí)TA的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)飽和可能引起的穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，裝置采用高性能TA飽和閉鎖，即：采用全新的異步法TA飽和判據(jù)，根據(jù)制動(dòng)電流和差動(dòng)電流是否同步出現(xiàn)，準(zhǔn)確判出區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，投入抗TA飽和算法。利用變壓器、發(fā)電機(jī)差電流中諧波含量和波形特征來識別電流互感器的飽和。如果裝置判斷為區(qū)外故障，投入TA飽和閉鎖判據(jù)，當(dāng)某相差動(dòng)電流有關(guān)的任意一個(gè)電流滿足相應(yīng)條件即認(rèn)為此相差流為TA飽和引起，閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)。 發(fā)電機(jī)高靈敏單元件橫差保護(hù)如圖4所示，單元件橫差保護(hù)（零序電流型橫差保護(hù)）采集的電流為發(fā)電機(jī)兩個(gè)中ab性點(diǎn)連線電流，即檢測發(fā)電機(jī)定子第一并聯(lián)分支繞組A、B、C三相的中性點(diǎn)與第二并聯(lián)分支繞組A、B、C三相的中性點(diǎn)之間連線的基波電流。橫差保護(hù)用作發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路、分支開焊故障以及相間短路的主保護(hù)。cTA712345678TA8TA9完全縱差TA1TA2TA3完全裂相橫差O1TA0零序電流型橫差O2TA4TA5TA6圖4溪洛渡電廠發(fā)電機(jī)主保護(hù)配置情況溪洛渡電站RCS985發(fā)變組微機(jī)保護(hù)，采用了頻率跟蹤、數(shù)字濾波及全周傅氏算法，使得橫差保護(hù)對三次諧波的濾除比在頻率跟蹤范圍內(nèi)達(dá)100以上，確保橫差保護(hù)不受三次諧波的影響，只反應(yīng)基波分量。裝置采用相電流比率制動(dòng)的橫差保護(hù)原理，其動(dòng)作方程為：當(dāng)IMAXIezd時(shí)，IdIhczd 當(dāng)IMAXIezd時(shí)，Id(1+KhczdIMAXIezd)IhczdIezd式中Ihczd為橫差電流定值，IMAX為機(jī)端三相電流中最大相電流，Iezd為發(fā)電機(jī)額定電傳統(tǒng)單元件橫差保護(hù)定值大為減小，因而提高了發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間短路時(shí)的靈敏度。對其他正常運(yùn)行情況下橫差不平衡電流的增大，橫差電流保護(hù)動(dòng)作值具有浮動(dòng)門檻的功能。 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)溪洛渡電站的轉(zhuǎn)子接地保護(hù)為雙套配置，一套采用注入式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)原理，另一套采用乒乓切換式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)原理，兩種不同原理之間可以相互驗(yàn)證，正常運(yùn)行時(shí)只投入其中一套，當(dāng)投入運(yùn)行的轉(zhuǎn)子接地保護(hù)動(dòng)作報(bào)警時(shí)，可切換到另一套保護(hù)，驗(yàn)證第一套保護(hù)的動(dòng)作行為，提高絕緣檢測的可信度。乒乓式切換原理如圖5所示aEK(1a)ERg流，Khczd為制動(dòng)系數(shù)。相電流比率制動(dòng)橫差保護(hù)能保證外部故障時(shí)不誤動(dòng)，內(nèi)部故障時(shí)靈敏動(dòng)作。由于采用了相電流比率制動(dòng)，橫差保護(hù)電流定值只需按躲過正常運(yùn)行時(shí)不平衡電流整定，比RS2S1RI1I2R1RU1,U2R圖5乒乓式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)原理圖 圖中SS2為2個(gè)電子開關(guān)，由微機(jī)控制電子開關(guān)的通斷切換；Rg為接地電阻；K為轉(zhuǎn)子繞組接地點(diǎn)的位置，在距負(fù)端a發(fā)生接地。當(dāng)S1閉合，S2打開時(shí)為狀態(tài)1，R1兩端壓降為U；S1打開，S2閉合時(shí)為狀態(tài)2，R39。1兩端壓降為U；設(shè)勵(lì)磁回路直流電動(dòng)勢為E（考慮切換過程中轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓的變化，新的電動(dòng)勢以E39。表示）。REE39。R12Rg=3(E39。UEU39。)R13 a=E39。U13(E39。UEU39。)+3 在實(shí)測采樣取得E、E39。、U、U39。后，就可求得過渡電阻Rg的大小，并確定故障點(diǎn)位置K。這種原理的一點(diǎn)接地保護(hù)，由于測量的是穩(wěn)態(tài)電流，所以與轉(zhuǎn)子回路對地電容的大小無關(guān)，也與電感無關(guān)，因此可以獲得很高的靈敏度，但是無勵(lì)磁電壓狀態(tài)不能工作。RCS985注入式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)可不改變硬件的前提下，通過軟件控制字選擇單端注入或雙端注入，能夠在未加勵(lì)磁電壓的情況下監(jiān)視轉(zhuǎn)子絕緣。注入電源模塊采用內(nèi)嵌式模塊，更加可靠，故障概率低，組屏方便；方波電源的切換周期可根據(jù)實(shí)際的轉(zhuǎn)子繞組對地電容大小進(jìn)行整定，切換周期的調(diào)整范圍寬，確保接地電阻的測量不受轉(zhuǎn)子繞組對地電容的影響。單端注入式原理如圖6所示，雙端注入式原理如7所示。圖6單端注入式轉(zhuǎn)子接地電阻測量圖圖7雙端注入式轉(zhuǎn)子接地電阻測量圖 結(jié)語經(jīng)過清華大學(xué)電機(jī)系內(nèi)部故障全面仿真，溪洛渡電站發(fā)電機(jī)組主保護(hù)的保護(hù)配置科學(xué)合理，并實(shí)現(xiàn)了主保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)、后備保護(hù)的保護(hù)雙重化配置方案，設(shè)計(jì)簡潔可靠，運(yùn)行維護(hù)方便。RCS985系列發(fā)變組保護(hù)裝置其作為溪洛渡電站的機(jī)組保護(hù)，充分考慮了機(jī)組的具體情況，而且硬件可靠，動(dòng)作靈敏，理論上能夠確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。2013年溪洛渡電站投產(chǎn)發(fā)電，屆時(shí)保護(hù)裝置將接受實(shí)踐的考驗(yàn)。參 考 文 獻(xiàn)[1] [2] 作者簡介：李光耀（1986），男，山東鄆城，助理工程師，從事繼電保護(hù)維護(hù)管理工作。Email:liguangyao_2006@第三篇：淺談金沙江溪洛渡水電站的防洪作用淺談金沙江溪洛渡水電站的防洪作用江志遠(yuǎn)（中國三峽總公司計(jì)劃合同部，湖北宜昌 443002）概述長江在宜賓以上的河段稱為金沙江，其主源沱沱河發(fā)源于青藏高原唐古拉山脈。沱沱河與當(dāng)曲匯合后稱通天河，通天河流至玉樹附近與巴塘河匯合后始稱金沙江。金沙江流經(jīng)青、藏、川、滇四省（區(qū)），至宜賓接納岷江后稱為長江，宜賓至宜昌河段又稱川江。金沙江從河源至河口長3364 km，天然落差5100 m，占長江流域面積的26%。多年平均流量4920 m3/s，多年平均徑流量1550億m3，占長江宜昌站來