惠州抽水蓄能电站主设备的继电保护

卢云祥

摘要：惠蓄电站8台发电机组、主变、500kV高压电缆的继电保护为法国ALSTOM供货，采用的保护装置是ARVAR公司产品，抽水蓄能机组的工况比常规机组工况复杂，继电保护系统的配置和实现比常规机组要求高，针对惠蓄电站继电保护的特点，对发电机、变压器和500kV高压电缆的继电保护配置做了的介绍。

关键词：蓄能电站;机组、主变、高压电缆保护;配置;调试

1 简述

惠州抽水蓄能电站A厂和B厂总共安装8台300MW水泵水轮机/发电电动机组，发电机组分别与主变压器接成8组发电机-变压器单元，每两组发-变单元在主变500kV侧联合，500kV侧采用不完全单母线双断路器分段接线，500kV出线一回接至博罗500kV变电站，二回接至东莞500kV变电站。

电站在系统中的主要任务是调峰、填谷、事故备用、调频和调相。

2 电气主设备保护配置图

图1为1#机组发电机、主变、高压电缆、厂用变、励磁变的保护接线图，其中1#、2#机组共用一套高压电缆保护，其他机组的类似。

3 电气主设备保护的配置

3.1 发电机组保护：

发电机保护设计A、B两套保护，主要的保护功能基本相同，互为备用。A套中设置P343和P141各一台保护装置。B套中设置P632、P345、P141、RARIC各一台保护装置。保护出口设置有插针式的出口跳闸矩阵。

P343、P345B的保护设置有2套保护定值：setting 1（发电模式方向），setting 2（电动模式方向），在水泵工况时由内部软件对电压和机组中心点侧的电流进行A/C换相。

P141 A 、P141 B设置有2套保护定值：setting 1（发电模式方向），setting 2（电动模式方向），在水泵工况时由内部软件对电压进行A/C换相。

P632 B的保护设置有3套保护定值：setting 1（发电模式方向），setting 2（电动模式方向），在水泵工况时由内部软件对机组出口侧和中心点侧的电流都进行A/C换相，setting 3（用于电气刹车、背靠背工况）。

3.2主变保护

主变保护设计A、B两套保护，保护功能基本相同，互为备用。A套中配置P634（主变）、P141（主变）、P141（励磁变）各一台保护装置。B套中配置P634、P141各一台主变保护装置，B套保护柜兼作保护出口，设置有插针式的出口跳闸矩阵。

3.3  500kV高压电缆保护

相邻的两台发电机机组，A厂1#/2#机组、3#/4#机组，B厂5#/6#机组、7#/8#机组共用一条500kV高压电缆，一共4条高压电缆出线。

每一条高压电缆设计A、B两套差动保护，A套保护配置两台P541光纤差动保护装置，分别布置于高压电缆的两侧，在开关站继保室设置一台，在地下厂房主变室二楼设置另一台。开关站继保室P541保护装置一侧的电流取自开关站500kV侧GIS内的CT，变比2000/1;主变室二楼P541装置一侧的电流取自地下厂房主变高压侧500kV GIS内的CT，变比2000/1，在两台P541装置之间通过光纤连接，传输对侧所需要的电流采样信号。

B套保护配置一台P633差动保护装置，布置在开关站继保室内，两侧差动电流分别取自开关站500kV侧GIS内的CT（变比2000/1）和厂房主变高压侧500kV GIS内的CT（变比2000/1），厂房侧的CT采样电流，采用4×4mm2的屏蔽电缆经过高压电缆洞传送到81LRG002AR保护柜，供P633差动保护装置用，电缆长度约600米。

差动保护动作后跳开500kV电缆对应两台机组的GCB、500kV开关、厂用电18kV开关、跳对应机组的SFC 18kV供电电源开关，发灭磁、停机令。

4 保護调试

保护装置在静态调试时，必须校验每一台保护装置的电压和电流采样精度，对每一种保护功能按照ALSTOM设计整定值进行调试，检查多套保护定值之间的切换功能、检查保护装置内部逻辑功能、检查保护装置出口，模拟故障状态检查保护动作后跳对应的开关。

惠蓄电站由于500kV系统建设工期走在前面，对于保护系统重要的CT、PT二次回路的检查，首先是500kV系统CT、PT二次回路要求在主变充电前完成检查，但无法按照机组启动试运行规程的方法，在机组启动后采用发电机短路升流、空载升压的方法来检查，现场采用继电保护测试仪由CT二次回路注入三相电流，检查回路电流的幅值和相位，电压回路检查方法亦如此;其次在机组动态调试时，采用发电机短路升流的方法检查GCB与发电机之间CT、发电机中性点CT二次回路的电流幅值和相位，采用发电机空载升压方法检查机端出口PT二次回路的电压幅值和相位。

在发电机进行短路试验时，对保护装置上所有电流型的保护功能进行实际动作测试，通过修改电流保护整定值，模拟保护动作跳机;发电机空载特性试验时，对保护装置上所有电压型的保护功能进行实际动作测试，通过修改电压保护整定值，模拟保护动作跳机。发电机并网带25%负荷后，再次对发电机、主变、高压电缆差动保护的差流、制动电流、CT极性进行仔细的检查、核对。

5结语

惠蓄电站主设备的继电保护系统，在试运行期间，发生误动作的次数极少，在1#机发生转子扫膛的事故，及1#机组励磁柜清洁时交流励磁开关前端发生接地短路事故，保护都能正确动作，跳开相应的开关，防止故障扩大，保护系统满足可靠性、选择性的要求。

个别不合理的保护整定值，随着长时间运行的检验，也将会暴露出来，通过电厂的运行总结，将给我国抽水蓄能电站的保护设计和运行提供更多的经验。

参考文献：

[1]殷建刚，彭丰，杨学锋.抽水蓄能电厂机组保护的特点与配置[J].湖北电力.2002（04）

[2]李贤海.福建仙游抽水蓄能电站电气设计探讨[J].水力发电.2002（01）