CN111404116A - 一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统及方法 - Google Patents

一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统及方法，该实现系统包括：机组小差保护回路、主变大差保护回路；发电电动机配置所述机组小差保护回路，主变压器配置所述主变大差保护回路；所述主变大差保护回路包括换相开关、发电机出口断路器GCB。本发明提出的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现方法及系统，通过工况识别机制，在抽水方向启动工况下，自动调整动作电流和制动电流的构成，而无需闭锁主变大差保护，从而保证了抽水蓄能电站发电电动机和主变压器在各种运行工况下都能配置一套能投入运行的差动保护。

Description

一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统及方法
技术领域
本发明涉及一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统及方法，属于电力系统继电保护技术领域。
背景技术
目前，抽水蓄能电站机组和主变差动保护按照实际保护范围普遍配置为机组大差保护和小差保护、主变大差保护和小差保护。发电电动机和主变压器分别配置了两套差动保护。其中，机组大差保护和主变大差保护的保护范围都包含了发电机出口断路器GCB，实现了交叉配置。但是在机组抽水方向启动工况下，此时换相开关和出口断路器实际均处于打开状态，GCB机组侧采集到的是一个低频电流，无法与主变高压侧分支电流、厂用电分支电流、SFC分支电流构成差动回路，会直接导致主变大差保护的误动。为了消除机组启动分支电流回路的影响，该方案会将机组大差保护和主变大差保护闭锁，仅保留不受机组工况影响的机组小差保护和主变小差保护。该方案的缺点在于：在机组抽水方向启动工况下，由于两套大差被闭锁，仅保留了两套小差，导致换相开关到GCB这一区域如果发生故障，没有差动保护能动作，存在保护死区，此时只能依靠保护装置的后备保护进行配合动作，牺牲了保护的灵敏度和快速性，对被保护设备不利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对目前抽水蓄能电站差动保护常规配置在抽水方向启动工况下由于大差保护退出而存在保护死区的问题，提出了一种差动保护无死区配置的实现系统及方法，保证了抽水蓄能电站发电电动机和主变压器在各种运行工况下都能配置一套能投入运行的差动保护。
为解决上述技术问题，本发明提供一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统，其特征在于，包括：机组小差保护回路、主变大差保护回路；发电电动机配置所述机组小差保护回路，主变压器配置所述主变大差保护回路；所述主变大差保护回路包括换相开关、发电机出口断路器GCB，所述主变压器依次通过所述换相开关、所述发电机出口断路器GCB与所述发电电动机相连接。
作为一种较佳的实施例，所述机组小差保护回路全工况投入运行；所述主变大差保护回路在区分是或非抽水方向启动工况下均投入运行。
作为一种较佳的实施例，在非抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(1)所示：
Figure BDA0002414711280000021
其中，
Figure BDA0002414711280000022
为主变压器高压侧分支电流，
Figure BDA0002414711280000023
为厂用变压器分支电流，
Figure BDA0002414711280000024
为静止变频启动装置SFC分支电流，
Figure BDA0002414711280000025
为GCB机组侧电流。
作为一种较佳的实施例，在抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(2)所示：
Figure BDA0002414711280000026
其中，
Figure BDA0002414711280000027
为主变压器高压侧分支电流，
Figure BDA0002414711280000028
为厂用变压器分支电流，
Figure BDA0002414711280000029
为静止变频启动装置SFC分支电流。
本发明还提出一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现方法，包括：将发电电动机配置机组小差保护回路，将主变压器配置主变大差保护回路；分别采集主变压器高压侧分支电流
Figure BDA00024147112800000210
厂用变压器分支电流
Figure BDA00024147112800000211
静止变频启动装置SFC分支电流
Figure BDA00024147112800000212
GCB机组侧电流
Figure BDA00024147112800000213
区分工况计算所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq。
作为一种较佳的实施例，所述机组小差保护回路全工况投入运行；所述主变大差保护回路在区分是或非抽水方向启动工况下均投入运行。
作为一种较佳的实施例，在非抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(3)所示：
Figure BDA00024147112800000214
其中，
Figure BDA0002414711280000031
为主变压器高压侧分支电流，
Figure BDA0002414711280000032
为厂用变压器分支电流，
Figure BDA0002414711280000033
为静止变频启动装置SFC分支电流，
Figure BDA0002414711280000034
为GCB机组侧电流。
作为一种较佳的实施例，在抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(4)所示：
Figure BDA0002414711280000035
其中，
Figure BDA0002414711280000036
为主变压器高压侧分支电流，
Figure BDA0002414711280000037
为厂用变压器分支电流，
Figure BDA0002414711280000038
为静止变频启动装置SFC分支电流。
本发明所达到的有益效果：本发明提出的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现方法及系统，通过工况识别机制，在抽水方向启动工况下，自动调整动作电流Id和制动电流Iq的构成，而无需闭锁主变大差保护，从而保证了抽水蓄能电站发电电动机和主变压器在各种运行工况下都能配置一套能投入运行的差动保护。
附图说明
图1是本发明的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统的应用原理电气示意图。
图2是本发明的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现方法的应用拓扑流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，实施例1的整体电路包括：八个电流互感器，分别为测量机组中性点侧电流的1CT、测量GCB机组侧电流的2CT、测量GCB机组侧电流的3CT、测量GCB主变侧电流的4CT、测量换相开关主变侧电流的5CT、测量主变高压侧分支电流的6CT、测量厂用电分支电流的7CT、测量SFC分支电流的8CT；换相开关；发电机出口断路器GCB；拖动开关及被拖动开关；厂用变压器；由SFC输入变压器、SFC以及启动母线构成的机组抽水方向启动回路；发电电动机；主变压器。
机组小差保护回路为测量机组中性点侧电流的1CT与测量GCB机组侧电流的2CT所构成。
主变大差保护回路为测量主变高压侧分支电流的6CT、测量厂用电分支电流的7CT、测量SFC分支电流的8CT与测量GCB机组侧电流的3CT所构成。
更具体的说，在非抽水方向启动工况下，主变大差保护回路为测量主变高压侧分支电流的6CT、测量厂用电分支电流的7CT、测量SFC分支电流的8CT与测量GCB机组侧电流的3CT所构成；在非抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(5)所示：
Figure BDA0002414711280000041
其中，
Figure BDA0002414711280000042
为主变压器高压侧分支电流，
Figure BDA0002414711280000043
为厂用变压器分支电流，
Figure BDA0002414711280000044
为静止变频启动装置SFC分支电流，
Figure BDA0002414711280000045
为GCB机组侧电流。
在抽水方向启动工况下，主变大差保护回路为测量主变高压侧分支电流的6CT、测量厂用电分支电流的7CT与测量SFC分支电流的8CT所构成，即退出GCB机组侧3CT电流；在抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(6)所示：
Figure BDA0002414711280000046
其中，
Figure BDA0002414711280000047
为主变压器高压侧分支电流，
Figure BDA0002414711280000048
为厂用变压器分支电流，
Figure BDA0002414711280000049
为静止变频启动装置SFC分支电流。
如图2所示，本发明的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现方法应用到抽水蓄能电站中作为的差动保护中，抽水蓄能电站的保护软件平台程序调用差动模块，首先启动工况识别机制；如果判断此时处于抽水方向启动工况时，则在进行动作电流Id和制动电流Iq计算时退出GCB机组侧电流；其他工况则在进行动作电流Id和制动电流Iq计算时投入该GCB机组侧电流；然后抽水蓄能电站的差动模块启动差动逻辑判别，满足动作条件则保护出口，否则保护返回；最后退出差动模块。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统，其特征在于，包括：机组小差保护回路、主变大差保护回路；发电电动机配置所述机组小差保护回路，主变压器配置所述主变大差保护回路；所述主变大差保护回路包括换相开关、发电机出口断路器GCB，所述主变压器依次通过所述换相开关、所述发电机出口断路器GCB与所述发电电动机相连接。
2.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统，其特征在于，所述机组小差保护回路全工况投入运行；所述主变大差保护回路在区分是或非抽水方向启动工况下均投入运行。
3.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统，其特征在于，在非抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(1)所示：
Figure FDA0002414711270000011
其中，
Figure FDA0002414711270000012
为主变压器高压侧分支电流，
Figure FDA0002414711270000013
为厂用变压器分支电流，
Figure FDA0002414711270000014
为静止变频启动装置SFC分支电流，
Figure FDA0002414711270000015
为GCB机组侧电流。
4.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现系统，其特征在于，在抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(2)所示：
Figure FDA0002414711270000016
其中，
Figure FDA0002414711270000017
为主变压器高压侧分支电流，
Figure FDA0002414711270000018
为厂用变压器分支电流，
Figure FDA0002414711270000019
为静止变频启动装置SFC分支电流。
5.一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现方法，其特征在于，具体包括：将发电电动机配置机组小差保护回路，将主变压器配置主变大差保护回路；分别采集主变压器高压侧分支电流
Figure FDA00024147112700000110
厂用变压器分支电流
Figure FDA00024147112700000111
静止变频启动装置SFC分支电流
Figure FDA0002414711270000021
GCB机组侧电流
Figure FDA0002414711270000022
区分工况计算所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq。
6.根据权利要求5所述的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现方法，其特征在于，所述机组小差保护回路全工况投入运行；所述主变大差保护回路在区分是或非抽水方向启动工况下均投入运行。
7.根据权利要求6所述的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现方法，其特征在于，在非抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(1)所示：
Figure FDA0002414711270000023
其中，
Figure FDA0002414711270000024
为主变压器高压侧分支电流，
Figure FDA0002414711270000025
为厂用变压器分支电流，
Figure FDA0002414711270000026
为静止变频启动装置SFC分支电流，
Figure FDA0002414711270000027
为GCB机组侧电流。
8.根据权利要求6所述的一种抽水蓄能电站差动保护无死区配置的实现方法，其特征在于，在抽水方向启动工况下，所述主变大差保护回路的动作电流Id和制动电流Iq构成如下式(2)所示：
Figure FDA0002414711270000028
其中，
Figure FDA0002414711270000029
为主变压器高压侧分支电流，
Figure FDA00024147112700000210
为厂用变压器分支电流，
Figure FDA00024147112700000211
为静止变频启动装置SFC分支电流。
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