况，分析了保护投运以来的运行情况，并对有些保护误动的原因和处理对策进行介绍。

　　0概述天堂抽水蓄能电厂安装2台35MW混流可逆式水泵水轮发电电动机组。发电电动机与主变压器采用单元接线，发电电动机端电压10.5kV，主变压器与发电电动机之间设有换相开关及断路器。水泵启动方式采用静止变频器作为主启动方式，2台机组背靠背启动为备用启动方式。电厂以一回220kV线路接入系统，220kV母线为单母线接线。

　　由于抽水蓄能机组作水泵运行时是在反向运转，通过换相开关将机端电压切换为反相序，因此在保护的配置方面，必须要考虑在发电、水泵两种运行方式下正、反相序对保护的影响，以确保保护的正确、可靠运行。

　　1机组和主变压器保护的配置和功能电厂发电电动机保护和主变压器保护均采用国电南京自动化股份有限公司的WFBZ -01型微机保护装置，它由标准的16位总线主机构成，可提供多种保护功能和非电量保护接口。发电电动机保护盘由4个独立的CPU微机系统和1套出口系统组成；主变压器保护盘由2个独立的CPU微机系统、1套出口系统和1台管理工控机组成。管理工控机进行一体化管理，与发电电动机保护和主变压器保护的各个CPU系统及电厂计算机监控系统进行信息交换，完成对各保护的运行状态进行监视、记录，并对各CPU系统进行时钟校验和计算机监控系统进行MODBUS通信等功能。

　　1.1发电电动机保护作为发电电动机定子及其引出线相间短路故障的主保护，保护采用变数据窗式比率制动原理、单相差动动作的逻辑方式。保护瞬时动作于机组解列停机、灭磁，并发信号。在电气制动及抽水启动过程中保护闭锁。

　　定子单相接地保护定子单相接地保护由定子单相接地31和定子单相接地3>共同构成100%定子单相接地保护。该保护延时动作解列停机、灭磁，并发信号。

　　定子单相接地31的接地电流取自发电电动机中性点（经变压器）接地连线的电流互感器。定子单相接地3）的三次谐波电压分别取自中性点接地变压器二次负载侧和机端PT开口三角侧。

　　该保护具有虚拟电位法和动作判据，在使用时可以自动检测三次谐波电压的大小和相位，从而自动整定其动作量，使保护处于比较佳状态。

　　作为发电电动机励磁电流异常下降或完全消失的保护。该保护采用机端测量阻抗判据和转子低电压判据，在外部短路、系统振荡及电压回路断线等情况下，保护不误动。保护带时限动作于解列停机、灭磁，并发信号。

　　作为发电电动机定子绕组异常过电压的保护。保护检测AC相线电压，带短时限动作于解列停机、灭磁，并发信号。

　　作为定子绕组对称过负荷的保护。保护检测单相电流，电流量取自工况变换时不换相的B相。保护定时限动作于发信号；反时限动作于解列停机、灭磁，并发信号。在电制动和抽水启动过。程中保护闭锁。

　　带电流记忆的低压过流保护作为发电电动机内部至主变压器之间相间短路的后备保护，电流带记忆。保护出口分两段时限，第一时限跳主变高压侧断路器，启动断路器失灵保护；第二时限动作解列停机、灭磁，并发信号。

　　为励磁回路及转子绕组接地保护。采用叠加直流法，所叠加的直流电压为50VDC，引人转子负极和大轴。保护延时动作于信号。

　　作为不对称过负荷、非全相运行及外部不对称短路产生负序电流造成转子表层过热的保护。

　　保护延时动作于信号。

　　作为防止发电电动机在发电工况下出现深度反水泵运行状态而从系统吸收有功功率的保护。

　　保护在发电或背靠背启动作拖动机时投入，其他工况闭锁。保护延时动作于解列停机、灭磁，并发信号。

　　保护作为防止机组在励磁系统故障或甩负荷以及频率下降等原因造成发电电动机过励磁的保护。保护在所有工况下都投入，但是在抽水启动过程中电压随频率的上升而逐渐升篼，电压与拖动设备和被拖动设备均有关，为了防止此时保护误动，所以略抬高其整定值，降低其出口延时。保护延时动作于解列停机、灭磁，并发信号。

　　作为防止电动机工况下，输入功率过低造成抽水倒泄的保护。保护在抽水启动并人电网后延时投入，其他工况闭锁。保护延时动作于解列停机、灭磁，并发信号。

　　作为防止发电电动机作发电调相以及抽水运行时系统出现低频的保护。保护分两段整定，在作发电调相运行时，保护延时动作于发信号；抽水运行时延时动作于解列停机、灭磁，并发信号。

　　作为电动工况启动过程中差动保护闭锁后的补充保护。在抽水启动过程中投入，其他工况闭锁。保护延时动作于解列停机、灭磁，并发信号。

　　作为防止发电电动机与系统失步时产生振荡的保护。检测机端测量阻抗的变化轨迹，自动识为加速保护或减速保护，当检测到发电电动机进人失步状态时保护动作于解列停机、灭磁，并发信号。

　　作为防止换相开关因故障或误合而造成发电电动机端电压相序与旋转方向不一致的保护。保护延时动作于停变频器、停止机组启动。

　　电压互感器断线保护作为防止电压互感器断线时引起其他有关保护误动的保护。保护动作时发信号，并闭锁相关的保护。

　　励磁变过电流保护作为励磁变绕组及其高低压侧相间短路故障的保护。保护延时动作于跳发电电动机、主变高压侧断路器、启动断路器失灵保护跳厂用变高压侧断路器，同时解列停机、灭磁，并发信号。

　　1.2主变压器保护主变压器配置有以下保护：①纵联差动保护；②复合电压过电流保护；③方向过电流保护；④零序过电流保护；⑤中性点间隙零序电压电流保护；⑥重瓦斯保护；⑦压力释放阀动作保护；⑧温度过高保护；⑨冷却器全停保护。

　　其中方向过电流保护作为机组停运、由系统倒送厂用电时变压器外部短路故障的保护。保护在此种情况下投入，其他情况闭锁。保护延时动作于跳主变高压侧断路器、厂变高压侧断路器、启动断路器失灵保护，并发信号。

　　2保护闭锁及换相功能实现抽水蓄能机组运行工况多、工况转换频繁，且抽水、发电两种工况下电压相序相反。因此，不同工况下应闭锁不同的保护，闭锁逻辑复杂。而且对于有的保护来说，同一保护在不同工况下的整定值不同，因此必须正确处理好这些问题，才能保证保护可靠、正确的投运。下面，就电厂机组及主变压器保护的闭锁及换相情况介绍如下：为了正确识别各种不同的工况，实现各种工况下保护的闭锁条件，保护装置中引人以下辅助开关接点：发电电动机机端断路器、灭磁开关、电制动开关、换相开关（发电工况）、换相开关（抽水工况）、启动回路拖动机隔离刀闸、启动回路被拖动机隔离刀闸、主变中性点接地刀闸。通过不同开关的组合来判断机组不同的运行工况，达到保护闭锁功能的实现。

　　对于发电、抽水两种工况下有关保护的换相问题。①差动保护在抽水和发电两种工况时，发电电动机机端电压相序完全相反，为了使发电和抽水两种工况下，差动保护均能正常工作，在换相刀闸靠主变侧安装两组电流互感器，并将其发电方向A相二次侧与抽水方向C相二次侧并联，发电方向B相二次侧与抽水方向B相二次侧并联，发电方向C相二次侧与抽水方向A相二次侧并联，这样在抽水与发电过程中电流回路实现自动换相，既保证了差动保护能正常投运，又使保护范围扩大到换相刀闸。②其他相关保护通过接线方式以及保护装置内部软件切换、闭锁等实现换相。

　　3保护运行情况分析电厂机组及变压器保护在投运初期，由于设计方面存在一些原因，特别是对抽水启动工况下的发电电动机电压、电流中的谐波分量影响考虑不够周密，导致一些保护经常误动，无法正常投运，对机组的启动试运行和正常运行带来一些安全隐患。经过几年来厂家不断地对硬件回路的改造和软件功能的完善，目前所有保护功能均以达到了设计要求，运行情况良好。下面就投运来有关保护误动的原因及处理对策进行分析。

　　3.1低频过电流保护抽水蓄能机组在抽水启动过程中，启动电流是0~50Hz的频率变化的电流，易造成差动保护误动，因此，差动保护被闭锁。低频过电流保护此时作为主保护退出时的补充保护。在机组由静止变频器拖动过程中，频率上升至5Hz时启动回路有一个暂态切换过程，此时会产生冲击电流，而低频过电流保护由于灵敏度的要求，计算整定值一般都较小，极易误动。对此，一是要求保护本身频率特性要好，另外，可以考虑在切换时闭锁保护，再一个就是适当加大整定值以躲过此冲击。由于天堂机组保护在现场投运后实现闭锁较困难，因此是靠加大整定值来躲过此冲击（考察国内有关电厂也存在相同问题，亦采取相同方法处理）。

　　3.2低功率保护保护装置投运初期，因生产厂未考虑到在抽水启动至水泵成功并网抽水过程中保护的闭锁问题，因此保护不能投用，后采用接入相关设备的辅助接点，并适当延时开放保护，使该保护在抽水到达稳态后才投入运行，这样保护才能正常投用。

　　3.3定子接地3w保护该保护是根据检测发电电动机实际运行中三次谐波的大小和相位自动整定动作值，而发电电动机在发电和抽水两种不同工况下，三次谐波的分布不相同，因此在一种工况下整定的参数在另外一种工况下不适用。目前采取的办法是在发电工况投人而在电动工况闭锁保护，而且在机组作正常发电工况卞整定的动作值也不适用在背靠背启动方式时对拖动机（作发电方式运行，被拖动机拖到额定转速后退出）的保护，此时作为拖动机运行时，该保护也会误动。要想彻底解决此保护的问题，可靠的办法是从保护的构成原理上采用其他的方式。

　　3.4主变方向过流保护2台主变压器方向过电流保护都曾经有过误动作。经检查因换相开关辅助接点位置不到位而引起。对此，我们通过加强对有关开关辅助接点的定期检和维护工作来解决这一问题。

　　3.5主变压力释放阀动作保护2号主变压力释放阀曾经常误发信号，但主变保护出口并没有动作。开始怀疑压力释放阀接点受潮或输入电缆绝缘下降引起，但每次仔细检均没有发现异常。后来，怀疑可能是此开入板性能不稳定，更换此开入板后，2号主变压力释放阀保护再没有误发信号。

　　4结语由于抽水蓄能机组在电网中主要担负削峰填谷、调频、调相和事故备用任务，因此比常规机组运行工况多，既有发电、抽水、调相等稳态工况，而抽水启动又有静止变频器启动和背靠背启动两种过渡工况，不同的运行工况对保护带来较大的影响，因此，在保护的设计和选型时要全面考虑好各种不同工况下的保护闭锁问题以及不同工况时电气参数变化对保护的影响。只有合理解决好上述各个问题，才能保证保护装置的正确、可靠运行。

　　杨学锋男，天堂抽水蓄能公司副总经理，工程师，从事水电站生产、技术管理工作。