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浅述水电厂发电机、变压器保护配置及与水机LCU的配合
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摘要：文章介绍了水电厂的一次主接线型式，发电机与变压器的保护配置，继电保护与水电厂现地控制单元的配合，最后对水电厂各种主接线优缺点做了简要评介。
关健词：水电厂；发电机；变压器；保护配置；与LCU配合
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.145
1引言
随着我国大力发展建设的同时，不可再生能源的消耗和短缺也逐步困扰着我国，正因为此，我国开始加大对环境及能源的保护，电力是我国现代化发展的龙头，无论工业、农业及其它各行业对它都有很大的依赖，正因如此，发展电力也是我国中之重，电力的源头发电行业分火力、水力、风力、太阳能，火力电厂依赖于煤，属于不可再生能源消耗。风力、太阳能发电又对天气环境有较大的依赖，而水力发电在我国西部又有相当大的优势，因此，加快西部水力资源开发、实现西电东送，对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。
发展水力发电的同時又使我们看到保障好水力发电系统成为重要前提，本文重点对水电厂中发电机、变压器的保护配置作了详细的介绍，以四川省凉山州木里县境内的鸭嘴河跑马坪水电厂为例，根据主接线图详述了各保护的配置及出口跳闸模式，我国只有少数的类似于三峡水电厂这样的大型水电厂，大多数规模均较小，但又多数上电网，正基于此，研究配置好中小型水电厂，不仅更好的保证水电厂的安全，更为系统安全提供保障。以鸭嘴河跑马坪水电厂作为典型介绍还是有一定的代表性的，该水电厂发电机采取一主一后配置，主变保护采用双主双后配置。在文章最后对发变组保护与水机LCU的配合作了各种分析，同时对水电厂的主要接线进行简要的评价。
2水电厂的分类及主接线及保护配置原则
水电厂主接线形式与火电厂主接线形式不太一样，大多采用发电机-变压器单元接线形式，由于水电厂发电机容量大多很小，单机容量25MW以下的发电机组称为小型，25MW～250MW为中型，250MW以上为大型。通常水电厂均为几十兆瓦，几台发电机出口带断路器后并接至出口母线上，再经变压器升压至35KV、110KV或220KV，所以对于水电厂发电机、变压器保护是分开配置的，不像火电厂大都采用发电机-变压器组方式进行按整套发变组保护模式配置，对于接入至220KV母线的主变采用双套保护配置，对于大于100MW以上的发电机也均采用双套保护，本文根据此着重讲一下在四川凉州鸭嘴河跑马坪水电厂的保护具体配置。
3跑马坪水电厂主接线
跑马坪水电厂位于四川省凉山州木里县境内的鸭嘴河上，为鸭嘴河的第三级水电站。电站总装机容量120MW，采用引水式开发，装设2台单机容量为60MW、额定水头600m的水斗式立轴水轮发电机组。升高电压侧采用220kV一级电压。电气主接线采用扩大单元+单母线接线，设置1台额定容量为150MVA组合式三相双卷升压型无励磁调压铜芯电力变压器，将发电机10.5kV电压升压至220kV电压接入电力系统。
4跑马坪水电厂保护配置图（见图1）
5跑马坪水电厂保护配置介绍
5.1发电机保护主要配置
电气量主保护：发电机差动、横差保护、失磁保护、定子接地保护。
电气量后备保护：复合过电流、记忆过流、转子一点接地保护、过电压保护、定时限过负荷保护、反时限过负荷保护、过激磁保护、频率异常保护、误上电保护
非电量保护：励磁系统故障、水机保护联跳、紧急跳闸。
发电机差动保护取3CT和14CT，作为发电机内部故障的全线快速保护，动作于发电机全停；
发电机复合过电流和记忆过流保护取4CT。保护延时动作于发电机全停；
横差保护取2CT，保护快速动作于发电机全停；
失磁保护设计为在大负荷失磁时，取4CT，在小负荷时取9CT，失磁保护动作于带时限解列。
对于水轮机转子一点接地采取发信方式。
过电压保护采用机端PT，动作电压取1.5倍额定电压，保护动作于解列灭磁；
定时限过负荷保护采用4CT，保护带时限动作于发信和减出力；
反时限过负荷保护采用4CT，反时限设下限段、反时限段、上限段，下限段为保护启动值，当电流大于启动值时，发电机开始热累积，当电流小于启动值时，发电机开始散热过程。反时限段则根据反时限电流的大小进行出口动作时间不同，反时限电流越大，动作时间越短。上限段为速断段，即大于此电流保护无时限动作出口，保护带时限动作于解列；
定子接地保护取机端PT开口三角电压，保护动作全停（停机模式，不停主变）；
过激磁保护取机端PT电压，利用电压与频率的比值作判据，保护作于解列灭磁，频率异常保护分低频和过频两种方式，保护动作于发信。
误上电保护电流取自14CT和机端PT三相电压，保护是为防止在发电机静止时发生误合闸操作，从系统向发电机定子绕组倒送大电流，
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