抽水蓄能机组保护的特点及应用
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第 ３ ５卷 第 ４期
６
水
电 站 机
电 技
术
Ｖｏ ．５ Ｎｏ４ Ｉ３ ． Ａｕｇ２ ２ ．０１
２１年 ８ ０２ 月
Ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ Ｅ ｅ ｔｉａ ｅ ｈ ｉ ｕ ｆ ｄ ｏ ｏ ｅ ｔｔ ｎ ｃ ａ ｉａ ＆ ｌｃｒｃ Ｔ ｃ ｎ ｑ ｅｏ ｒ ｐ ｗ ｒＳａ ｉ ｌ Ｈｙ ｏ
０ 引 言
随着我 国电力 系统建设 的快速推 进 ， 型抽水 蓄能电站 大 也得 到了迅速 发展 ， 近年来一批大型抽水蓄能 电站相 继建成
投产 。在这些 电站机组保护 的应用呈 现了多样 化的特点 ， 国 内外知名厂家 的保护系统都有应用 。本文通 过分析抽水蓄能 机组 保护 的特 点和配置方 式以及几种 有代表性 的保护 系统
２２软 件 换 相 及保 护配 置 － 软件换相是指保护装置根据采集的状态信号判断机组所处
在 现场 的应用 情况 ， 国内抽 水蓄能机组保 护 的设计 、 行 为 运 和技术改造提供借鉴。
工况或直接采集工况信号后直接在软件中改变相序设置 ，以使 相关的保护计算不受换相的影响。通常保护装置根据换相闸刀 位置信号（ 合于发电方向或抽水方 向） 来进行换相 。采用此方式 时同一套保护既能用于发电工况又能用于抽水工况 ，不需增加
３ 抽 水 蓄能机 组保 护对运 行 工况的 判别
目前国内已投产的抽水蓄能机组保护对运行工况的判别有 多种方式：１开入量直接闭锁保护方式 。此方式采用能反映工 （） 况特点的开关 、 闸刀 、 导叶、 阀等重要设备的位置接点直接开 球 入（ 或经中间继 电器转接） 到保护装置来闭锁相应保护 ；２保护 （） 装置利用开入量定义运Leabharlann BaiduＴ况方式 。此方式利用保护装置本身
１ 抽 水蓄 能机 组保 护 的特 点
１１抽 水 蓄 能 机 组 保 护 的换 相 ． 目前大型抽水蓄能机组普遍采用可逆式机组 ， 它在发 电
硬件的投资， ， 因此 保护装置可采用完全双重化配置方式。
工况 和抽水工况时 的转 向是相反 的。机组在运行 中利用发 电 ／ 电动机 出 口侧 的换相 闸刀改变一 次接线 的相序 ，从而实现
的开关量输入通道和逻辑编程功能 ， 将能反映工况特点的开关 、 闸刀 、 导叶、 阀等重要设备 的开关量信号输入到保护装置 ， 球 经
转 向的不 同。机组伊护 的电压 、 电流量 一般采集 自机端 的压 变和 流变 ， 因此 ， 在机组作 为电动机运行 时采集至机 端 的电 压、 电流的相序 与作 为发 电机运行 时的相序 相反 。此时机组
逻辑组合出各种运行工况。（） ３监控系统提供运行工况状态量方
式。 此方式根据监控系统定义的机组运行工况状态量，以中间
下的稳定可靠运行 ，必须根据各种工况的特点配置不 同的保 护， 即按照不 同工况投入 、 切除或闭锁相应的保护。如 ： 机组在 变频启动过程 中，为防止负序过流保护和大差动保护 的误动 需将其闭锁 ，而为 了在此期 间能快速切除启 动回路 的相间故
抽 水 蓄 能 机 组 保 护 的 特 点 及应 用
胡 东升
（ 华东桐柏抽水蓄能发 电有 限责任公司 ， 浙江 天 台 ３７ ０ ） １２０
摘
要： 探讨 了抽水蓄能机组保护 的换相方式和运行工况 的识别方式， 以及 Ｅ Ｉ Ｒ ＬＮ Ｄ Ｓ保护 系统 、 西门子 ＳＰ Ｏ Ｅ ＩＲ Ｔ Ｃ
障需投入此工况下特有的低频过流保护。因此 ， 必须在正确识 别机组的运行工况 的前提下 ， 才能保证保护装置的可靠运行 。
继电器接点开入到保护装置或采用通讯方式传送给保护装置。
在以上几种运行工况判别方式中（） ２除少数状态量需监 １和（）
控系统提供 ， 多数量部采集 自现地没备 ， 不受监控系统的制约， 但 需考虑提高辅助接点和中间继电器的可靠性， 户 防Ｉ 误动。 方式 （） ３ 由于运行工况状态量由监控提供， 保护装置不能独立于监控系 统运行 ， 必须保证监控系统的可靠运行和数据ｆ输的可靠性。 专
连接引入采样模块 ， 发电工况保护与采样通道正常连接 ， 抽水 工况保护与采样通道换相连接 。采用 这种换相方式的保 护装 置需对发电工况和抽水工况各配置一套保 护。根据保护的双 重化配置原则 ，如对保护进行完全双重化 配置将导致硬件投
资大大增加 。因此 ， 保护装置一般采用主要保护双重化配置 ， 后备保护根据其保护原理的不同分别配置于两套保护中。
保护 的电压 、 电流量也必 须进行换相 ， 使之调 整为 电动机保 护 。否则 ， 机组 的大差动保 护 、 型保护 、 功率 阻抗型保护 、 相序 检查保护等与相序有关 的保护都不能正常工作 。 １ ． 水蓄 能机组保护对运行工况的识别 ２抽 抽水蓄能机组具有发电、 电调相 、 发 抽水调相 、 抽水 、 变频 器启动和背靠背启动等多种工况 。为了保证机组在不 同工况
保 护系统 、 南瑞 Ｒ Ｓ ９ ５ Ｗ 保护系统在现场 的应用情况。 Ｃ 一８Ｇ 关键词 ： 抽水蓄能机 组保 护；换相 ；运行工况；应用
中图 分 类 号 ：Ｍ １ Ｔ ３２ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ ２ ５８ （０ ２ ０ — ０ ６ ０ １ ７ — ３ ７ ２ １ ）４ ００ — ２
２ 抽 水蓄 能机 组保护 的换 相方 式和 配置
目前抽水 蓄能机组保 护装置采 用的换相 方式 主要有
采样通道换相方式和软件换相方式。根据换相方式 的不 同 ， 对机组的保护配置也有较大的不 同。 ２１采 样 通 道 换 相 及 保 护 配置 ． 采样通道换相方式是指保护装置 的二次 回路接线 以正 序
４ 几 种典 型保 护 系统的应 用情 况
４１Ｅ Ｉ Ｒ ． ＬＮ Ｄ Ｓ保护 系统 ＥＡ Ｒ ｌＮＤ Ｓ保护系统应用 于国内多个抽水蓄能 电站。现
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ６ ２１— ６ ０
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水
电 站 机
电 技
术
Ｖｏ ．５ Ｎｏ４ Ｉ３ ． Ａｕｇ２ ２ ．０１
２１年 ８ ０２ 月
Ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ Ｅ ｅ ｔｉａ ｅ ｈ ｉ ｕ ｆ ｄ ｏ ｏ ｅ ｔｔ ｎ ｃ ａ ｉａ ＆ ｌｃｒｃ Ｔ ｃ ｎ ｑ ｅｏ ｒ ｐ ｗ ｒＳａ ｉ ｌ Ｈｙ ｏ
０ 引 言
随着我 国电力 系统建设 的快速推 进 ， 型抽水 蓄能电站 大 也得 到了迅速 发展 ， 近年来一批大型抽水蓄能 电站相 继建成
投产 。在这些 电站机组保护 的应用呈 现了多样 化的特点 ， 国 内外知名厂家 的保护系统都有应用 。本文通 过分析抽水蓄能 机组 保护 的特 点和配置方 式以及几种 有代表性 的保护 系统
２２软 件 换 相 及保 护配 置 － 软件换相是指保护装置根据采集的状态信号判断机组所处
在 现场 的应用 情况 ， 国内抽 水蓄能机组保 护 的设计 、 行 为 运 和技术改造提供借鉴。
工况或直接采集工况信号后直接在软件中改变相序设置 ，以使 相关的保护计算不受换相的影响。通常保护装置根据换相闸刀 位置信号（ 合于发电方向或抽水方 向） 来进行换相 。采用此方式 时同一套保护既能用于发电工况又能用于抽水工况 ，不需增加
３ 抽 水 蓄能机 组保 护对运 行 工况的 判别
目前国内已投产的抽水蓄能机组保护对运行工况的判别有 多种方式：１开入量直接闭锁保护方式 。此方式采用能反映工 （） 况特点的开关 、 闸刀 、 导叶、 阀等重要设备的位置接点直接开 球 入（ 或经中间继 电器转接） 到保护装置来闭锁相应保护 ；２保护 （） 装置利用开入量定义运Leabharlann BaiduＴ况方式 。此方式利用保护装置本身
１ 抽 水蓄 能机 组保 护 的特 点
１１抽 水 蓄 能 机 组 保 护 的换 相 ． 目前大型抽水蓄能机组普遍采用可逆式机组 ， 它在发 电
硬件的投资， ， 因此 保护装置可采用完全双重化配置方式。
工况 和抽水工况时 的转 向是相反 的。机组在运行 中利用发 电 ／ 电动机 出 口侧 的换相 闸刀改变一 次接线 的相序 ，从而实现
的开关量输入通道和逻辑编程功能 ， 将能反映工况特点的开关 、 闸刀 、 导叶、 阀等重要设备 的开关量信号输入到保护装置 ， 球 经
转 向的不 同。机组伊护 的电压 、 电流量 一般采集 自机端 的压 变和 流变 ， 因此 ， 在机组作 为电动机运行 时采集至机 端 的电 压、 电流的相序 与作 为发 电机运行 时的相序 相反 。此时机组
逻辑组合出各种运行工况。（） ３监控系统提供运行工况状态量方
式。 此方式根据监控系统定义的机组运行工况状态量，以中间
下的稳定可靠运行 ，必须根据各种工况的特点配置不 同的保 护， 即按照不 同工况投入 、 切除或闭锁相应的保护。如 ： 机组在 变频启动过程 中，为防止负序过流保护和大差动保护 的误动 需将其闭锁 ，而为 了在此期 间能快速切除启 动回路 的相间故
抽 水 蓄 能 机 组 保 护 的 特 点 及应 用
胡 东升
（ 华东桐柏抽水蓄能发 电有 限责任公司 ， 浙江 天 台 ３７ ０ ） １２０
摘
要： 探讨 了抽水蓄能机组保护 的换相方式和运行工况 的识别方式， 以及 Ｅ Ｉ Ｒ ＬＮ Ｄ Ｓ保护 系统 、 西门子 ＳＰ Ｏ Ｅ ＩＲ Ｔ Ｃ
障需投入此工况下特有的低频过流保护。因此 ， 必须在正确识 别机组的运行工况 的前提下 ， 才能保证保护装置的可靠运行 。
继电器接点开入到保护装置或采用通讯方式传送给保护装置。
在以上几种运行工况判别方式中（） ２除少数状态量需监 １和（）
控系统提供 ， 多数量部采集 自现地没备 ， 不受监控系统的制约， 但 需考虑提高辅助接点和中间继电器的可靠性， 户 防Ｉ 误动。 方式 （） ３ 由于运行工况状态量由监控提供， 保护装置不能独立于监控系 统运行 ， 必须保证监控系统的可靠运行和数据ｆ输的可靠性。 专
连接引入采样模块 ， 发电工况保护与采样通道正常连接 ， 抽水 工况保护与采样通道换相连接 。采用 这种换相方式的保 护装 置需对发电工况和抽水工况各配置一套保 护。根据保护的双 重化配置原则 ，如对保护进行完全双重化 配置将导致硬件投
资大大增加 。因此 ， 保护装置一般采用主要保护双重化配置 ， 后备保护根据其保护原理的不同分别配置于两套保护中。
保护 的电压 、 电流量也必 须进行换相 ， 使之调 整为 电动机保 护 。否则 ， 机组 的大差动保 护 、 型保护 、 功率 阻抗型保护 、 相序 检查保护等与相序有关 的保护都不能正常工作 。 １ ． 水蓄 能机组保护对运行工况的识别 ２抽 抽水蓄能机组具有发电、 电调相 、 发 抽水调相 、 抽水 、 变频 器启动和背靠背启动等多种工况 。为了保证机组在不 同工况
保 护系统 、 南瑞 Ｒ Ｓ ９ ５ Ｗ 保护系统在现场 的应用情况。 Ｃ 一８Ｇ 关键词 ： 抽水蓄能机 组保 护；换相 ；运行工况；应用
中图 分 类 号 ：Ｍ １ Ｔ ３２ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ ２ ５８ （０ ２ ０ — ０ ６ ０ １ ７ — ３ ７ ２ １ ）４ ００ — ２
２ 抽 水蓄 能机 组保护 的换 相方 式和 配置
目前抽水 蓄能机组保 护装置采 用的换相 方式 主要有
采样通道换相方式和软件换相方式。根据换相方式 的不 同 ， 对机组的保护配置也有较大的不 同。 ２１采 样 通 道 换 相 及 保 护 配置 ． 采样通道换相方式是指保护装置 的二次 回路接线 以正 序
４ 几 种典 型保 护 系统的应 用情 况
４１Ｅ Ｉ Ｒ ． ＬＮ Ｄ Ｓ保护 系统 ＥＡ Ｒ ｌＮＤ Ｓ保护系统应用 于国内多个抽水蓄能 电站。现
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ６ ２１— ６ ０