抽水蓄能机组保护的特点及应用
抽水蓄能电站机组继电保护配置及功能分析
抽水蓄能电站机组继电保护配置及功能分析发布时间：2023-02-17T03:31:46.009Z 来源：《中国建设信息化》2022年10月19期作者：倪康傅强[导读] 抽水蓄能机组具有快速启停的能力，在电网中承担着调峰、调频、调相、事故备用等任务，对电网安全稳定运行起着重要作用。
倪康傅强国网新源黑龙江牡丹江抽水蓄能有限公司黑龙江牡丹江 157000摘要：抽水蓄能机组具有快速启停的能力，在电网中承担着调峰、调频、调相、事故备用等任务，对电网安全稳定运行起着重要作用。
同时抽水蓄能机组设计复杂，运行工况较多，转换频繁，因此与传统机组相比保护配置和保护闭锁逻辑要复杂得多，必须根据不同运行工况对抽水蓄能机组进行保护配置，以确保设备的可靠运行。
本文主要研究抽水蓄能电站继电保护系统的配置和功能，鉴于我国抽水蓄能机组运行方式的频繁变化，阐明了相关的特殊功能要求，论述了抽水和背靠背运行条件下设备继电保护的作用，并提出了一些防误动措施。
关键词：抽水蓄能电站；发电机；继电保护配置；功能随着碳达峰和碳中和技术被纳入生态文化和基于新能源的新能源系统的总体框架，抽水蓄能电站在能源系统中的重要性正在增加。
与传统水电站相比，抽水蓄能电站配置有双向可逆式机组，因此除了传统水电站配置的继电保护功能之外，还必须配置其他适当的保护。
如电压相序、低功率、低频、低功率保护等，如果它们处于电制动和抽水启动的中间阶段，一些保护措施可能会失去原有的功能，甚至导致误动。
一、保护装置的要求1.电压相序保护：抽水蓄能电站机组与出口开关、换向刀闸、输变电设备等连接，通过换向刀闸来切换机组运行方向。
如需运行在发电方向，则闭合发电方向换向刀闸，发电机的相序与电网的相序相同，当机组的转速、电压、相位满足并列条件时合上出口开关实现并网，此时发电机的能量被传输到电网，在这个启动过程中保护装置必须确定换向刀闸处于发电还是抽水位置，以确定抽水蓄能机组的运行方向。
因此，在抽水蓄能机组启动期间，电压相位保护被用作换相开关误动保护。
抽水蓄能电厂机组保护探析
1概述抽水蓄能电厂相对于核电厂和风电厂来说，其运行成本低，稳定性高，容量大，因此在电网系统中具有重要地位。
近年来，我国逐渐加大了抽水蓄能电站的建设力度，对稳定电力系统、促进经济稳步发展具有重要作用；然而，我国工农业生产和生活对电能的需求逐渐增加，抽水蓄能电站面临巨大的运行压力，如何做好机组保护工作，确保电站的安全运行就显得十分必要。
2抽水蓄能电厂机组保护2.1理论概述抽水蓄能电站是利用低估时期富裕电力做抽水工作，将水从下水库抽至上水库，这一过程是电能转化为势能的过程；在用电高峰期，将水从上水库下放，利用水的势能对发电机组做功，产生电能，补充高峰期时段电力的不足。
由以上原理可知，抽水蓄能电厂机组需要具有良好的启、停反应机制，灵活的负荷调节能力，通过科学调度，达到调峰填谷、事故备用的目的。
2.2机组保护分析抽水蓄能电厂机组启动、停止次数较多，作业方式转换频率大，增加了机组的运行风险。
为了确保机组的安全运行，机组运行管理人员需要针对不同的运行作业方式，制定合理的保护措施。
抽水蓄能电厂机组工作时，需要进行抽水和发电两种操作，则机组旋转方向有两种，通过换向刀闸完成，如图1所示。
当机组需要抽水时，接通C相，需要闭合2、3、5极；需要发电时，则应该连通A相，需将1、3、4级闭合。
机组执行换相操作时，会对继电保护带来影响，主要表现在两方面，其一是进行跨过换相刀的主变大差动保护时，会产生高低压侧相与相之间的不对应，需要在二次回路上进行补充保护；其二是机组作业方式有两种，运行环境也有两种，在对电压、电流相序进行保护时，需要设置两套保护装置，以适应不同的运行环境。
例如，进行相序监视保护时就需要设置两套保护装置，除此以外，负序保护和失磁保护同样需要设置两套，以对应不同旋转方向时的工况，而且每套保护装置都要在不对应旋转方向时锁闭；低功率保护和溅水功率保护用于抽水作业保护，即电动机方向；逆功率保护则用于发电方向；功率保护和失磁保护设置时，要对旋转方向进行准确设定。
抽水蓄能电站工程特点
抽水蓄能电站工程特点
抽水蓄能电站是一种采用水源潮流循环的蓄能形式的发电机组，可以实现多次高低循环运行，向电网供电，一般用于回升电价发电或短时间内突发负荷抑制等，大大提高了电厂的运行稳定性和可靠性，把电厂所发电能改造成一定质量和价格的电能产品，既有利于实现节能、节约用水，又有利于电网的安全稳定运行。
一、工程特点：
1、抽水蓄能电站在节电、缓抑突发负荷方面具有特殊优势，相对传统电站具有更高的动态性能，可以满足不断变化的电力需求。
2、建立种类多样的水库配套系统，可以适应不同类型的水池，不仅完善抽水蓄能电站的输配电系统，而且也可以解决新建水库的开发利用问题。
3、抽水蓄能电站发电机组具有高效率、低损耗、环境友好、安全可控等特点，可以提高电厂整体的发电效率。
4、结合水池上游的泄流量调度，可以实现发电机组的灵活调度，提高发电量，节约能源、节能减排。
5、水库抽水蓄能电站可以在新建水库的基础上建设，利用上游水池的节水资源，提高新建水库的灌溉效果，可以节省大量的发电成本和建设费用。
抽水蓄能电站发电机轴电流保护原理与实际应用关键分析
抽水蓄能电站发电机轴电流保护原理与实际应用关键分析发布时间：2023-03-07T06:11:32.424Z 来源：《科学与技术》2022年20期作者：李振兴马金江[导读] 抽水蓄能电站的建设，有效缓解了我国电网的压力，满足了人们的生活生产用李振兴马金江河北丰宁抽水蓄能有限公司河北承德 068350摘要：抽水蓄能电站的建设，有效缓解了我国电网的压力，满足了人们的生活生产用电需求。
由于抽水蓄能电站的运行较为特殊，因此经常会出现一些发电机故障，造成的损失较大。
为了降低发电机的故障发生率，就需要对于机组保护展开深入研究，做到故障的及时发现与分析处理，保障发电机组的正常运行，降低故障发生率，提高运行效率，加快我国水力发电站的建设步伐。
关键词：抽水蓄能电站；发电机；轴电流保护；故障分析；防护措施引言：由于抽水蓄能电站的发电机，其启停频率较高、启动方式特殊、运行过程复杂等，因此对于机组保护提出了很高的要求。
轴电流保护，属于一种高效的保护方式，有效降低了机组故障的发生率。
但是在具体的应用中，难免会受到一些因素的干扰，导致其存在一些问题。
基于此，就需要对轴电流保护的具体应用，展开了以下分析：一、抽水蓄能电站发电机轴电流保护原理（一）发电机特点随着社会生产力水平的不断提升，对于电力资源的需求也在不断增加。
在电网负荷不断增加时，很多新能源发电得到了飞速发展，在电网中的所占比重逐步上升。
比如太阳能光伏发电、风力发电、抽水蓄能电站等，都具有着环保、安全等特点。
本文主要针对抽水蓄能电站的相关工作原理，展开了以下深入的分析。
抽水蓄能电站一般装有两台或两台以上的发电机组，其特点主要表现在：第一，启停频率高。
由于水流大小处于动态变化的过程，因此需要根据水流大小启动或关停发电机，且每天至少两次以上。
因此机组每天都要启动、关停多次，机组内部的运作比较频繁，容易出现高温、短路等故障，需要做好保护工作[1]。
第二，正反旋转。
电站发电机在实际运行中，不仅需要具有抽水功能，还要具有发电功能。
抽水蓄能的原理应用
抽水蓄能的原理应用1. 引言抽水蓄能是一种利用山地水电站进行蓄水和抽水发电的技术。
它可以在能源需求高峰时期将多余的电能转化为水能储存起来，然后在峰谷电需求高峰时期将该储存的水能再次转化为电能供应。
本文将介绍抽水蓄能的原理和应用。
2. 抽水蓄能的原理抽水蓄能系统包括高位水池、低位水池和两者之间的水力机械设备。
基本原理如下： - 通过电力驱动水泵，将低位水池中的水抽到高位水池中，使高位水池储存起来。
- 当需要产生电能时，通过释放高位水池中的水，通过水力机械设备将水转化为电能。
3. 抽水蓄能系统的组成抽水蓄能系统主要由以下几个部分组成： - 水泵站：用于将低位水池中的水抽升至高位水池。
- 高位水池和低位水池：分别用于储存抽水和蓄能的水。
- 水力机械设备：包括涡轮发电机和发电机组，用于将释放的水能转化为电能。
- 输电线路：将产生的电能输送到电网中。
4. 抽水蓄能的优势和应用抽水蓄能具有以下几点优势： - 可以将电能转换为水能进行储存，实现能源的高效利用。
- 可以在电力需求低谷时段将水能转换为电能供应，平衡电网负载。
-可以作为备用能源进行调峰填谷，应对突发性能源故障或自然灾害。
抽水蓄能在以下领域得到广泛应用： - 电力系统：用于平衡电网负载和备用能源。
- 可再生能源：可将可再生能源（如风能、太阳能）转化为水能进行储存。
-水力发电：提供一种能量储存方式，增强水力发电站的灵活性。
5. 抽水蓄能系统的运行和管理抽水蓄能系统的运行和管理包括以下几个方面： - 水泵和发电机组的控制：根据电网需求和水能储量情况，控制水泵和发电机组的启停和运行。
- 水位监测和控制：监测高位水池和低位水池的水位情况，确保系统的安全稳定运行。
- 故障检测和维修：对抽水蓄能系统进行定期的故障检测和维修，保证系统的正常运行。
6. 抽水蓄能系统的发展前景随着可再生能源的快速发展和对能源储存技术需求的增加，抽水蓄能系统具有广阔的发展前景。
抽水蓄能电厂机组保护探析
抽水蓄能电厂机组保护探析作者：靳晓栋来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2016年第02期摘要：抽水蓄能电厂机组运作工况有两种形式，面临的风险因素较多，需要采取有效的保护措施，确保机组能够安全运行。
本文对抽水蓄能电厂机组进行了简要介绍，然后对机组保护系统进行了分析，希望能引起相关人员的注意。
关键词：发电；水泵；机组保护；抽水蓄能1 概述抽水蓄能电厂相对于核电厂和风电厂来说，其运行成本低，稳定性高，容量大，因此在电网系统中具有重要地位。
近年来，我国逐渐加大了抽水蓄能电站的建设力度，对稳定电力系统、促进经济稳步发展具有重要作用；然而，我国工农业生产和生活对电能的需求逐渐增加，抽水蓄能电站面临巨大的运行压力，如何做好机组保护工作，确保电站的安全运行就显得十分必要。
2 抽水蓄能电厂机组保护2.1 理论概述抽水蓄能电站是利用低估时期富裕电力做抽水工作，将水从下水库抽至上水库，这一过程是电能转化为势能的过程；在用电高峰期，将水从上水库下放，利用水的势能对发电机组做功，产生电能，补充高峰期时段电力的不足。
由以上原理可知，抽水蓄能电厂机组需要具有良好的启、停反应机制，灵活的负荷调节能力，通过科学调度，达到调峰填谷、事故备用的目的。
2.2 机组保护分析抽水蓄能电厂机组启动、停止次数较多，作业方式转换频率大，增加了机组的运行风险。
为了确保机组的安全运行，机组运行管理人员需要针对不同的运行作业方式，制定合理的保护措施。
抽水蓄能电厂机组工作时，需要进行抽水和发电两种操作，则机组旋转方向有两种，通过换向刀闸完成，如图1所示。
当机组需要抽水时，接通C相，需要闭合2、3、5极；需要发电时，则应该连通A相，需将1、3、4级闭合。
机组执行换相操作时，会对继电保护带来影响，主要表现在两方面，其一是进行跨过换相刀的主变大差动保护时，会产生高低压侧相与相之间的不对应，需要在二次回路上进行补充保护；其二是机组作业方式有两种，运行环境也有两种，在对电压、电流相序进行保护时，需要设置两套保护装置，以适应不同的运行环境。
抽水蓄能的原理及其应用
抽水蓄能的原理及其应用1. 原理介绍抽水蓄能是一种利用低峰电力时段将水从低处抽到高处储存，然后在高峰电力时段放水发电的技术。
其主要原理如下：1.抽水工作阶段：在低峰电力时段，将大量的水从低处的水库抽到高处的蓄能池中。
这个过程需要耗费一定的能量，通常会利用电力进行抽水。
2.储能阶段：抽水完成后，水被储存在高处的蓄能池中，等待高峰电力时段使用。
3.发电工作阶段：在高峰电力时段，将储存在蓄能池中的水放下来，通过水力发电机组产生电力。
2. 应用举例抽水蓄能技术的应用非常广泛，以下是几个典型的应用例子：2.1 智能电网抽水蓄能技术可以作为智能电网的一种重要的调峰手段。
通过在低峰电力时段将水抽到蓄能池中储存，然后在高峰电力时段放水发电，可以帮助平衡电网的供需差异，提供稳定的电力供应。
2.2 太阳能和风能的储能太阳能和风能是可再生能源，但其能源波动性较大，不易调控，抽水蓄能可以作为储能技术的一种选择。
在太阳能和风能供电不稳定的情况下，将多余的电能用于抽水蓄能，然后在需要电力时发电，以平衡供需差异。
2.3 水资源利用抽水蓄能技术可以帮助优化水资源的利用。
将水从低处水库抽到高处蓄能池，可以在水资源丰富的时候储存水，等到水资源紧缺的时候再放下来用于灌溉、供水等用途。
2.4 防洪调度在洪水来临时，可以利用抽水蓄能技术将水从低洼地区抽到高处的蓄能池中，减少洪水的灾害程度。
等到洪水消退后，再将蓄存的水放下来，以防止水库溢出或河道决口等灾害事件的发生。
3. 抽水蓄能的优势抽水蓄能技术具有许多优势，包括但不限于：•可调度性强：抽水蓄能可以根据电力需求情况进行调度，提供稳定可靠的电力供应。
•高效能转换：抽水蓄能系统利用水力发电机组将水能转换为电能，具有较高的能量转换效率。
•可再生能源集成：抽水蓄能技术可以与太阳能、风能等可再生能源进行集成，提供稳定的可再生能源发电。
•水资源利用：抽水蓄能可帮助优化水资源的利用，储存水资源，减少浪费。
了解抽水蓄能电站的作用及特点作文
了解抽水蓄能电站的作用及特点作文
哎呀，今天我想跟大家聊聊抽水蓄能电站，这玩意儿可是很有意思的哦！它的作用简单来说，就是在电力需求低的时候，利用多余的电能把水抽到高处的水库里，等到需求高的时候再把水放下来发电。
嘿，这就像我们平时积蓄一年到头的零花钱，没用的时候省着，急用的时候再花出来一下子就很方便了呢。
咦，抽水蓄能电站还有个特性，就是它可以调节电网负荷。
你想想，生活中有时候电用得特别多，比如晚上大家都回家了，开空调、看电视，电量一下子就涨上来了。
不过别担心，抽水蓄能电站就像个“蓄电池”，随时待命！嘿，有了它，大家的生活可就有保障了。
唉，你知道吗？抽水蓄能电站其实很环保的呢。
相比于那些传统烟囱冒黑烟的发电方式，它的发电过程可不产生直接的污染。
哟，水的循环使用也能减少资源浪费，真是个良心工程啊！我感觉，大大分享了地球的爱。
对了，大家可能不知道，抽水蓄能电站的建设，往往对环境也有
些影响，毕竟要建个水库，需要很大的空间嘛。
不过，建好之后，它
又能给附近的居民提供稳定的电力供应，促进当地经济发展，嘿，真
是一举两得的好事情。
咦，抽水蓄能电站在我们的生活中扮演着很重要的角色。
无论是
保障电力供应，调节负荷，还是保护环境，它都做得相当不错。
哎呀，真心希望未来能有更多这样的项目，让我们的生活更美好！。
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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
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
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
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行Ｔ况方式 。此方式利用保护装置本身
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
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。
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
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
的开关量输入设备 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
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