近十年电气主设备继电保护技术的进展

论述了电气主设备内部短路主保护、发电机定子和转子绕组接地保护、发电机异常运行保护的理论基础、实践原理、发展过程及未来趋势。介绍了目前国内一些电气主设备继电保护的新方案和新观点。同时也论及了我国电气主设备继电保护十年来的成败经验和教训。     

大型发电机内部短路主保护的发展新动向

大型发电机内部短路主保护的发展新动向王维俭，刘俊宏（清华大学电机系）迄今为止，发电机内部短路主保护仍以纵差保护为主要方案，但它只对相间短路起保护作用，为了反应定子绕组匝间短路或开焊断相故障，还需增设其它保护装置，对于大型发电机组，要求主保护的双重化（...     

发电机内部短路主保护的设计研究

本文采用多回路法，计算出了宝珠寺发电机内部短路的数据。根据这些数据，提出了宝珠寺发电机主保护方案。第一主保护是高灵敏度单元件横差。第二主保护是故障分量的负序方向保护或不完全纵差保护。为了探讨宝珠寺发电机内部短路主保护方案，首先计算该机内部故障时的各种电气量，然后根据这些电气量，评估各种保护方案的优劣，最后确定两种方案作为主保护。     

大型发电机中性点接地方式的选择：与《发电机中性点接地方式的研究》…

我国发电机中性点采用消弧线圈接地已积累了丰富的成功经验，国外广泛采用经配电变压器二次接电阻的高阻接地方式。笔根据故障对发电机的烧伤、地电压危害、接地保护灵敏度和出口动作方式三方面，全面评价了上述两种接地方式的优缺点，结论是：根据我国国情，大型发电机（包括水、火、核电）应推荐中性点经消弧线圈接地方式，本是对王志英和容健纲同志在《电网技术》１９９４年第４期发表的《发电机中性点接地方式的研究》一的     

主设备保护技术发展新动向

国内外大型发电机和高压变压器的主保护设计整定工作一般都不是基于科学的、充分的绕组内部故障分析计算,很多情况下设计工作变成设计人员的主观判断或经验应用,有些技术文件也显得陈旧过时.在发电机内部短路分析计算软件已经国家鉴定之后,完全有条件使发电机(变压器)主保护设计工作定量化、科学化.阻抗保护不能作为大型发变组的绕组近后备保护.我国特有的很少采用零序差动保护的情况应该改正.     

交流励磁发电电动机内部故障分析及主保护设计新进展

国内抽水蓄能电站的建设已进入高潮,已在国外广泛应用的转速可调的交流励磁发电电动机也备受关注.丰宁抽水蓄能二期工程准备投产两台300MW可调速交流励磁发电电动机,本文对此机组定子绕组/转子绕组内部故障分析计算的方法以及主保护设计的特点进行归纳总结,为后续变速机组的设计提供了借鉴:交流励磁发电电动机多回路数学模型是交流电机多回路理论的拓展,其正确性已得到实验样机的验证;基于常规水电机组和定速发电电动机主保护设计经验,通过典型故障特征分析来简化丰宁抽水蓄能二期变速机组定子绕组主保护设计;交流励磁发电电动机转子绕组内部短路时产生的分数次谐波磁场会在定子绕组同相分支间产生环流,为变速机组故障率高的转子绕组主保护设计提供了新思路.     

基于多回路－有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障保护方案校验方法

同步发电机数学模型是进行故障暂态仿真，设计、校验保护方案的理论基础。文中将多回路方法与电磁场有限元计算相结合，建立了同步发电机的多回路一有限元耦合数学模型，其突出优点在于：可以同时计及定子绕组对地分布电容，磁路饱和、磁极形状、齿槽效应等因素，适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析及保护方案(尤其是三次谐波电压保护方案)校验。应用该数学模型完成了同步发电机定子单相接地故障暂态数字仿真，仿真与实验结果基本吻合，验证了该数学模型的准确性与有效性。进而提出了基于多回路一有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障三次谐波电压保护方案校验方法。应用该方法对典型的定子单相接地稳态判据、暂态判据进行仿真校验，结果与实验基本吻合，表明该方法是正确可行的。     

变压器和应涌流的理论探讨

在线性化简化的基础上，建立了两台单相变压器并联和级联运行模型，推导了当一台变压器正常运行，另外一台并联或级联变压器空投充电时，两台变压器的磁链解析表达形式，定性分析了正在运行的变压器可能发生饱和现象以及和应涌流产生及影响的机理。同时，在利用分段线性特性考虑磁化特性的情况下，通过数值仿真进一步分析了空投充电变压器的剩磁与合闸角、系统阻抗参数对运行变压器和应涌流幅值及饱和速度的影响，仿真结果验证了分析结论，为和应涌流导致变压器差动保护误动的分析以及认识和应涌流的本质奠定了基础。     

大型发电机变压器保护技术的现状剖析和发展动向

针对国内外电气主设备保护的通病，章指出并分析它们的问题所在，同时给出有效的解决方法。主设备保护工作应该清楚发电机和变压器绕组发生短路的类型和数量、故障位置和短路匝数；大型发电机和变压器主保护一定要做绕组内部短路计算，据此进行保护灵敏度校验，按照“优势互补、综合利用”的原则最终制定主保护配置总方案，使保护设计工作做到定量化和科学性。N(YN)接线绕组的超高压变压器应增设零序差动保护。阻抗保护不宜作为大型发电机变压器绕组的近后备保护。     

基于3次谐波电压故障暂态分量的定子单相接地保护

在分析发电机定子单相接地故障产生的故障暂态分量信息特征的基础上，提出了一种定子单相接地暂态保护方案。该保护方案根据单相接地故障后机端和中性点3次谐波电压的故障暂态分量近似相同的特点，把两个故障分量的相量和与相量差分别作为保护动作信号及制动信号，通过比较数据窗内相应信号的谱能量检测定子单相接地故障。仿真和试验结果表明新的暂态保护判据灵敏度高，不受发电机运行工况的影响，具有较好的鲁棒性。