贵州黔中水利枢纽一期工程平寨水电站微机保护系统设计
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第１ ４卷 第 ７期
２ ０１ ４生
中 国
水
运
Ｖｏ１ ． １ ４
ＪｕＩ Ｙ
Ｎ ｏ． ７ ２ ０１ ４
７月
Ｏ ｈ ｉ ｎａ Ｗａｔ ｅｒ Ｔｒ ａ ｎｓｐ ｏｒ ｔ
贵州黔中水利枢纽一期工程平寨水 电站 微机保护 系统设计
邱春 华
（ 贵 州 省 水 利 水 电勘 测 设 计研 究 院 ， 贵 州 贵 阳 ５ ５ ０ ０ ０ ２） 摘 要 ： 平 寨 水 电站 微 机 保 护 系 统集 元件 保 护 、 线 路 保 护 和 安稳 装 置 为 一 体 ，运 行 可 靠 性 很 高 。文 中详 述 了平 寨 水
发 电机 保 护 装 置 ，是 基 于 ＤＳ Ｐ （ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ数
字 式变压器保 护装置 ，该装置可提供一 台变压器所需 的全部
电气 量 保 护 。ＣＳ Ｃ一 ３ １ ６ Ｍ Ｇ 主 保 护 具 有 防止 区外 故 障 误 动 的制 动 特 性 ；能 自动 调整 因Ａ ／ Ｙ 联 结 方 式带 来 的各 侧 二 次 电 流 相 位 差 异 ， 自动 消 除 Ｙ 侧 的 零 流 ，变 压 器 Ｙ侧 空投 时 ，不 会 出现 对 称 性 涌 流 。 软件 自动 调 整 差 动 各 侧 二 次 电流 间 的 幅 值 差 异 ，使 得 因 电流 互 感 器 变 比规 格 化 产 生 的不 平 衡 电流 接 近 为 零 ；具 有 防止 励 磁 涌 流 期 间 引起 误 动 的措 施 ；具 有 Ｔ Ａ 断线判别功能 ， 能发断线信号 ； ＣＳ Ｃ一 ３ １ ６ ＭＧ 复 合 电压 闭锁 过 流 保 护 作 为主 变 压 器 相 间 短 路 后 备 保 护 。其 中复 合 电压 元 件 由相 间低 电压 和 负序 电压 “ 或 ” 门构 成 ，方 向过 流 保 护 各 段 是 否 投 入 方 向可 通 过 控 制 字 选择 。 保护具体配置功能如下 ：
作 箱 ，该 操 作 箱 具 有 供 防 跳 继 电器 回路 。
（ ２ ）主 变压 器 保 护装 置 平 寨 水 电站 主 变 压 器 保 护 装置 采 用 ＣＳ Ｃ 一 ３ １ ６ ＭＧ 型 数
（ １ ）发 电机 保 护 装 置
平 寨 水 电站 发 电机 保 护装 置 采 用 Ｃ Ｓ Ｃ一 ３ ０ ６ Ｅ 型 数 字 式
二 、微 机 保 护 系 统 设 计
平 寨水 电站微机 保护系统主要 分为 元件保护 、线路 保护 及安稳装置 ３类 ，都是以微机为基础和手段实现继 电保 护功 能 的装置 ，具有高可靠性 、速动性、选择性 、灵敏性等特点 。
１ ． 元 件 保 护
动跳、合 闸功能 ， 发 电机保护柜配备了一台 Ｊ Ｆ Ｚ 一 １ ３ Ｔ组合操
字信号处理器 ）和 ＭＣＵ （ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｕｎ ｉ ｔ 微控制单元 ）
合一 的 ３ ２ 位 单 片机 ，该 装 置 采 用变 数 据 窗算 法 ，具 有 高新
能 的数字 滤波技术 ，能有效地解决 了稳态量负序功率 方向的
暂 态 问题 ， 具体 功 能 如 下 ： １ ） 反 应 短 路 故 障 的主 保 护 ① 发 电机 纵 联 差 动 保 护 ； ②励磁变压器差 动保护 ；
③ 匝 间保 护 。
２ ）反应短路故 障的复合 电压过流后备保护
３ ）反应接地故 障的保 护
①定子接地 保护 ； ②转子一点接地保 护 ； ③转子两点接地保 护。 ４ ） 反 应 异 常 运 行 的保 护
收 稿 日期 ： ２ ０１ ４ — ０ ５ — １ ４
１ ）变压器纵 联差 动保护 ；
电站微机 保护系统设计 ，并进行 了分析 ，提 出了水 电站微机 保护系统的主要设 计思路。
关键 词 ： 发 电机 保 护 ；变 压 器 保 护 ；线 路 保 护 ；安 稳 装 置
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｖ ６ ９ ８
工 程 概 况
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ４ ）０ ７ — ０ １ ６ ５ — ０ ３
⑦ 励 磁 过 电压 保 护 ； ⑧频率异常保护 ； ⑨ 误 上 电保 护 ； ⑩ 轴 电压 保 护 ； Ａ和 Ｔ Ｖ 断线 检 测 。 并 具 有 励 磁 变 非 电量 保 护 接 口、 解 列 灭 磁 接 口和 保 护 记 录 功 能 。 同 时为 满足 水 电站 手 动 跳 、 合 闸和 继 电保 护 装 置 自
②转子表层 （ 负序）过负荷保 护 ； ③过 电压保护 ；
④失磁保护 ； ⑤失步保护 ；
⑥逆功率保护 ；
发 电机 电压 １ ３ ． ８ ｋ Ｖ，采 用发变组 单元接线方 式 ，水轮
发 电机 组 通 过 封 闭母 线 ，经 升 压 变 压 器 升 压 后 ， 以 １ １ Ｏ Ｋ Ｖ
一Βιβλιοθήκη Baidu
、
①定子绕组过负荷保护 ；
黔 中水利枢纽工程位 于贵州省六枝特 区县大坪镇 ，距贵 阳市约 ２ ０ ０ ｋ ｍ。平寨水库是黔 中水利枢纽工程 水源 水库 。平
寨 电站 位 于 水 库 大 坝 后 ，渠 首 电站 则位 于 大 坝 左 坝 肩下 游 灌 溉 引水 渠 首 部 。 平 寨 电站 本 电站 装 机 ２ ｘ ６ ８ Ｍ Ｗ ，枢 纽 布 置 形 式为 地 面 厂 房 ，引 水 系 统 布 置 为 一 洞 两机 。
２ ） 复合 电压 闭锁 过 电流 保 护 ； ３ ） 方 向 过 电流 保 护 ； ４ ） 零序 过 流 保 护 ； ５ ） 零序 方 向过 流 保 护 ；
电压 等 级 接 入梭 嘎 变 电站 １ Ｉ Ｏ Ｋ Ｖ母线 ，１ １ Ｏ ｋ Ｖ 出线 两 回 ， 采 用 内桥 接 线 方 式 ，两 回 输 电线 均 接 至 六 盘 水 梭 嘎 变 电 站 ， 导线型号 Ｌ ＧＪ 一 ３ ０ ０ ｍｍ。 ，输 电距 离 １ ５ ｋ ｍ。
２ ０１ ４生
中 国
水
运
Ｖｏ１ ． １ ４
ＪｕＩ Ｙ
Ｎ ｏ． ７ ２ ０１ ４
７月
Ｏ ｈ ｉ ｎａ Ｗａｔ ｅｒ Ｔｒ ａ ｎｓｐ ｏｒ ｔ
贵州黔中水利枢纽一期工程平寨水 电站 微机保护 系统设计
邱春 华
（ 贵 州 省 水 利 水 电勘 测 设 计研 究 院 ， 贵 州 贵 阳 ５ ５ ０ ０ ０ ２） 摘 要 ： 平 寨 水 电站 微 机 保 护 系 统集 元件 保 护 、 线 路 保 护 和 安稳 装 置 为 一 体 ，运 行 可 靠 性 很 高 。文 中详 述 了平 寨 水
发 电机 保 护 装 置 ，是 基 于 ＤＳ Ｐ （ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ数
字 式变压器保 护装置 ，该装置可提供一 台变压器所需 的全部
电气 量 保 护 。ＣＳ Ｃ一 ３ １ ６ Ｍ Ｇ 主 保 护 具 有 防止 区外 故 障 误 动 的制 动 特 性 ；能 自动 调整 因Ａ ／ Ｙ 联 结 方 式带 来 的各 侧 二 次 电 流 相 位 差 异 ， 自动 消 除 Ｙ 侧 的 零 流 ，变 压 器 Ｙ侧 空投 时 ，不 会 出现 对 称 性 涌 流 。 软件 自动 调 整 差 动 各 侧 二 次 电流 间 的 幅 值 差 异 ，使 得 因 电流 互 感 器 变 比规 格 化 产 生 的不 平 衡 电流 接 近 为 零 ；具 有 防止 励 磁 涌 流 期 间 引起 误 动 的措 施 ；具 有 Ｔ Ａ 断线判别功能 ， 能发断线信号 ； ＣＳ Ｃ一 ３ １ ６ ＭＧ 复 合 电压 闭锁 过 流 保 护 作 为主 变 压 器 相 间 短 路 后 备 保 护 。其 中复 合 电压 元 件 由相 间低 电压 和 负序 电压 “ 或 ” 门构 成 ，方 向过 流 保 护 各 段 是 否 投 入 方 向可 通 过 控 制 字 选择 。 保护具体配置功能如下 ：
作 箱 ，该 操 作 箱 具 有 供 防 跳 继 电器 回路 。
（ ２ ）主 变压 器 保 护装 置 平 寨 水 电站 主 变 压 器 保 护 装置 采 用 ＣＳ Ｃ 一 ３ １ ６ ＭＧ 型 数
（ １ ）发 电机 保 护 装 置
平 寨 水 电站 发 电机 保 护装 置 采 用 Ｃ Ｓ Ｃ一 ３ ０ ６ Ｅ 型 数 字 式
二 、微 机 保 护 系 统 设 计
平 寨水 电站微机 保护系统主要 分为 元件保护 、线路 保护 及安稳装置 ３类 ，都是以微机为基础和手段实现继 电保 护功 能 的装置 ，具有高可靠性 、速动性、选择性 、灵敏性等特点 。
１ ． 元 件 保 护
动跳、合 闸功能 ， 发 电机保护柜配备了一台 Ｊ Ｆ Ｚ 一 １ ３ Ｔ组合操
字信号处理器 ）和 ＭＣＵ （ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｕｎ ｉ ｔ 微控制单元 ）
合一 的 ３ ２ 位 单 片机 ，该 装 置 采 用变 数 据 窗算 法 ，具 有 高新
能 的数字 滤波技术 ，能有效地解决 了稳态量负序功率 方向的
暂 态 问题 ， 具体 功 能 如 下 ： １ ） 反 应 短 路 故 障 的主 保 护 ① 发 电机 纵 联 差 动 保 护 ； ②励磁变压器差 动保护 ；
③ 匝 间保 护 。
２ ）反应短路故 障的复合 电压过流后备保护
３ ）反应接地故 障的保 护
①定子接地 保护 ； ②转子一点接地保 护 ； ③转子两点接地保 护。 ４ ） 反 应 异 常 运 行 的保 护
收 稿 日期 ： ２ ０１ ４ — ０ ５ — １ ４
１ ）变压器纵 联差 动保护 ；
电站微机 保护系统设计 ，并进行 了分析 ，提 出了水 电站微机 保护系统的主要设 计思路。
关键 词 ： 发 电机 保 护 ；变 压 器 保 护 ；线 路 保 护 ；安 稳 装 置
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｖ ６ ９ ８
工 程 概 况
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ４ ）０ ７ — ０ １ ６ ５ — ０ ３
⑦ 励 磁 过 电压 保 护 ； ⑧频率异常保护 ； ⑨ 误 上 电保 护 ； ⑩ 轴 电压 保 护 ； Ａ和 Ｔ Ｖ 断线 检 测 。 并 具 有 励 磁 变 非 电量 保 护 接 口、 解 列 灭 磁 接 口和 保 护 记 录 功 能 。 同 时为 满足 水 电站 手 动 跳 、 合 闸和 继 电保 护 装 置 自
②转子表层 （ 负序）过负荷保 护 ； ③过 电压保护 ；
④失磁保护 ； ⑤失步保护 ；
⑥逆功率保护 ；
发 电机 电压 １ ３ ． ８ ｋ Ｖ，采 用发变组 单元接线方 式 ，水轮
发 电机 组 通 过 封 闭母 线 ，经 升 压 变 压 器 升 压 后 ， 以 １ １ Ｏ Ｋ Ｖ
一Βιβλιοθήκη Baidu
、
①定子绕组过负荷保护 ；
黔 中水利枢纽工程位 于贵州省六枝特 区县大坪镇 ，距贵 阳市约 ２ ０ ０ ｋ ｍ。平寨水库是黔 中水利枢纽工程 水源 水库 。平
寨 电站 位 于 水 库 大 坝 后 ，渠 首 电站 则位 于 大 坝 左 坝 肩下 游 灌 溉 引水 渠 首 部 。 平 寨 电站 本 电站 装 机 ２ ｘ ６ ８ Ｍ Ｗ ，枢 纽 布 置 形 式为 地 面 厂 房 ，引 水 系 统 布 置 为 一 洞 两机 。
２ ） 复合 电压 闭锁 过 电流 保 护 ； ３ ） 方 向 过 电流 保 护 ； ４ ） 零序 过 流 保 护 ； ５ ） 零序 方 向过 流 保 护 ；
电压 等 级 接 入梭 嘎 变 电站 １ Ｉ Ｏ Ｋ Ｖ母线 ，１ １ Ｏ ｋ Ｖ 出线 两 回 ， 采 用 内桥 接 线 方 式 ，两 回 输 电线 均 接 至 六 盘 水 梭 嘎 变 电 站 ， 导线型号 Ｌ ＧＪ 一 ３ ０ ０ ｍｍ。 ，输 电距 离 １ ５ ｋ ｍ。