文档介绍：分类号学号 M201071044
学校代码 10487 密级

硕士学位论文

大型水轮发电机保护整定计算及
保护优化的研究

学位申请人: 袁艺
学科专业: 电力系统及其自动化
指导教师: 尹项根教授
答辩日期: 2013 年 1 月 8 日
A Thesis Submitted in Partial of Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering

Study on Setting Calculation and Principle Improvement of
protection system for Large Hydroelectric Generator

Candidate: Yuan Yi
Major: Power System and Its Automation
Supervisor: Prof. Yin Xianggen

Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074,
January,2013
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不
包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做
出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声
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日期: 年月日

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不保密□。
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年月日年月日
华中科技大学硕士学位论文
摘要
随着我国水力发电事业的迅速发展,大型的水轮发电机组已经成为我国水力发电
的主要力量。其保护配置、保护整定计算及保护优化等问题,已经成为当今的热点问
题。如何在现有的研究基础上,对其运行状况、故障特性进行详细的分析,优化其保
护配置及保护性能,值得我们进一步研究。
对于大型发电机组,要求对发电机内部故障进行科学的定量化灵敏度分析。本文
以三峡地下电站大型水轮发电机保护整定为例子,利用软件完成了大型水轮发电机的
内部故障仿真,对故障进行了定量化灵敏度分析,提出了主保护配置方案。在完成其
他保护整定计算工作的基础上,提出了发电机保护整定中遇到的问题,并对这这些问
题进行了分析。
对于自并励励磁系统的大型水轮发电机,一旦励磁系统发生不可控的强励,就会
发生误强励故障,空载误强励是误强励中最严重的情况。本文具体分析了影响误强励
电流大小的因素,并提出了相关解决措施。在综合考虑发电机保护选择性的条件下,
对发电机定子过电压和励磁变过流保护的整定定值提出改进,使其能对误强励故障起
到一定的防护措施。
定子单相接地故障是发电机故障中常见故障之一,对定子单相接地保护进行改进
研究非常有必要。本文在总结了目前使用的几种定子单相接地保护的原理及其优缺点
的基础上,分析了其动作行为,指出对于大型发电机,既不能随便跳闸影响电网的安
全稳定,也不能让接地电流过大而威胁机组安全。可行的办法之一为根据发电机的接
地电流限值决定发电机是否应该跳闸停机,以避免不必要的停机,达到兼顾机网安全
的效果,并以仿真验证了该方法的可行性。
阻抗保护是发变组的后备保护之一,但是其工程实际使用中并不能满足要求。阻
抗保护作为发变组的后备保护,当发变组内部故障及主变高压侧两相短路故障保护无
法正确动作。本文分析了变压器的接线形式对阻抗保护测量结果的影响,分析了阻抗
保护在主变高压侧两相短路时会拒动的原因,并针对该问题提出了对应的改进措施。
最后对全文的内容进行了总结,并对进一步的研究工作进