柔性光學(xué)電流互感器在水輪發(fā)電機(jī)保護(hù)及監(jiān)測上的應(yīng)用探索

長期以來作為微機(jī)保護(hù)裝置電流信息來源的電磁型電流互感器（TA），由于其低頻傳變特性差、小電流非線性段以及安裝難度大等缺點(diǎn)，限制了發(fā)電機(jī)保護(hù)性能的進(jìn)一步提高；基于法拉第磁光效應(yīng)的柔性光學(xué)電流互感器首先在智能化變電站得到應(yīng)用，既解決了傳統(tǒng)電磁型電流互感器的飽和問題，又克服了光電TA（用于數(shù)字化變電站）抗干擾能力差的缺點(diǎn)；且繞制靈活，適合于解決發(fā)電機(jī)保護(hù)及監(jiān)測存在的一些技術(shù)難題。

為了及時(shí)總結(jié)研究成果，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，并為后續(xù)新電站的建設(shè)和老電站的技術(shù)改造提供借鑒，《水電與抽水蓄能》編輯部適時(shí)與我們聯(lián)系策劃了該專題，希望通過專題討論，吸引更多的水電工作者參與和關(guān)心大中型水輪發(fā)電機(jī)保護(hù)及監(jiān)測新技術(shù)的應(yīng)用與研究，推動(dòng)我國水電建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

本期專題組織了5篇文章，其中：

（1）桂林/陳俊/姜樹德等建議柔性光學(xué)電流互感器在發(fā)電機(jī)保護(hù)及監(jiān)測上的應(yīng)用需遵循以下原則循序漸進(jìn)——首先通過自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造工藝的改進(jìn)，解決其在發(fā)電機(jī)上應(yīng)用必須面對的溫度漂移和振動(dòng)敏感性問題；然后利用其相比于電磁型電流互感器的優(yōu)點(diǎn)（繞制靈活/可精確測量小電流/低頻傳變特性好），從解決當(dāng)前發(fā)電機(jī)保護(hù)及監(jiān)測存在的技術(shù)難題入手，不斷積累經(jīng)驗(yàn)并開拓思路。

（2）劉軍等介紹了柔性光學(xué)TA在深圳抽水蓄能發(fā)電電動(dòng)機(jī)（a=7）主保護(hù)定量化改造中的應(yīng)用情況，通過光學(xué)TA的靈活裝設(shè)來虛擬分支引出方式（變“123-4567”分支分組為“123-4-567”），實(shí)現(xiàn)送入發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的分支電流（或分支組電流）的重新組合，優(yōu)化主保護(hù)配置方案來實(shí)現(xiàn)無保護(hù)死區(qū)。

(3）李華忠等則在“兩機(jī)一變”擴(kuò)大單元接線的深溪溝發(fā)電機(jī)（4×165MW）機(jī)端裝設(shè)了零序光學(xué)TA，通過準(zhǔn)確測量機(jī)端零序電流的大小或與機(jī)端基波零序電壓夾角φ的變化，來解決定子接地保護(hù)的選擇性問題，并得到現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證。

（4）王凱等利用光學(xué)TA采集定子繞組分支電流，通過分析與發(fā)電機(jī)極對數(shù)相關(guān)的特征次諧波電流來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組匝間故障的在線監(jiān)測，探討了基于光學(xué)TA的火電與水電機(jī)組轉(zhuǎn)子繞組匝間保護(hù)實(shí)施方案，有利于提高發(fā)電機(jī)的監(jiān)測水平。

云霧繚繞的西龍池抽水蓄能電站（宋澤超 攝影）

（5）童松等介紹了柔性光學(xué)TA在瀑布溝水力發(fā)電總廠的應(yīng)用研究，通過光學(xué)TA的裝設(shè)變“3-3”分支分組方式為“2-2-2”，來優(yōu)化瀑布溝發(fā)電機(jī)（a=6）的主保護(hù)配置方案以減少保護(hù)死區(qū)，綜合利用振動(dòng)信息、增設(shè)的基于光學(xué)TA的完全縱差保護(hù)與原有的橫差及不完全縱差保護(hù)的動(dòng)作情況，則可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子偏心的準(zhǔn)確判斷，從而提高發(fā)電機(jī)的監(jiān)測水平。

最后，衷心感謝各位專家學(xué)者的大力支持，感謝《水電與抽水蓄能》對本期特別策劃欄目做出的大量細(xì)致而專業(yè)的工作。