火电厂发变组保护研究与应用

火电厂发变组保护研究与应用
【摘要】介绍平朔煤矸石电厂发变组保护配置原则，反措执行方面研究，运行调试中问题研究，提高继电保护动作的可靠性及正确率。

【关键词】保护配置；反措执行；保护原理；调试
近年来，随着发电机组容量越来越大，计算机技术和通信技术的发展，电力系统继电保护在原理上和技术上都有了很大的变化。

可靠性研究是继电保护及自动化装置的重要因素，结合多年现场工作经验，对电厂发变组保护运行和检修中可能出现问题及反措执行方面进行研究。

1 发变组保护配置原则
平朔煤矸石电厂发变组保护采用南瑞继保RCS985和南自DGT801构成双套电量保护，南瑞继保RCS974作为非电量保护。

平朔电厂300MW-220kV发变组单元的差动保护配置方案包括发电机变压器差动、主变差动、发电机纵差、高厂变差动、励磁变差动。

变压器后备保护：两段两时限相间阻抗保护、两段两时限复合电压过流保护、两段两时限零序电流保护、两时限零序电压保护、两时限间隙零序电流保护、过负荷报警等、TV断线及TA断线判别等功能。

发电机后备保护和异常运行保护：两段相间阻抗保护、两段复合电压过流保护、纵向零序电压匝间保护、定子接地基波零序电压保护、定子接地三次谐波电压保护、转子一点接地保护、转子两点接地保护、定反时限定子过负荷保护、定反时限转子表层负序过负荷保护、失磁保护、失步保护、过电压保护、定反时限过励磁保护、逆功率保护、程序跳闸逆功率、频率保护、启停机保护、误上电保护、TV断线（电压平衡）及TA断线判别等功能。

高厂变后备保护：两段复压过流保护、两分支后备保护（各两段低压过流保护、两段零序过流保护、零序过电压保护）、过负荷信号、起动风冷、TV断线及TA断线判别等功能。

励磁变后备保护：两段低压过流保护、定反时限励磁过负荷保护及TA断线判别等功能。

2 发变组保护跳闸方式
全停：跳高压侧断路器（跳闸线圈Ⅰ、Ⅱ）、跳灭磁开关、关闭主汽门、跳厂变A 、B 分支、起动快切、启动失灵。

解列灭磁：跳高压侧断路器（跳闸线圈Ⅰ、Ⅱ）、跳灭磁开关、跳厂变A、B分支、起动快切、启动失灵。

程序跳闸：关闭主汽门，由程序逆功率解列灭磁。

3 发变组保护配置原理图：
4 发变组运行调试中问题研究：
4.1 低励限制和失磁保护的配合
低励限制定值要根据进相试验数据，做到既不能失去静态稳定甚至失步或失磁保护动作，又能保证发电机正常的进相能力，应界于进相曲线和静稳曲线之间。

低磁励限制或者失磁保护，其动作整定值均是以静态稳定极限功率圆为条件确定的。

低励限制单元应先于失磁保护动作，以满足低励限制和失磁保护的整定配合，这是对低励限制整定的基本要求
4.2 过励限制与过电压保护的配合
一般发电机保护中的过电压保护定值均整定为1.3Ue，动作时间0.5s。

励磁调节器本身就是控制和调节发电机端电压的，因此它在设计时也考虑了电压限制和过电压保护功能，并且参数可以整定，若电压限制失败，则启动过电压保护功能，在此要注意励磁调节器中电压限制、过电压保护定值与发电机过电压保护定值的匹配。

一般电压限制单元定值整定值取1. 1 U e，而励磁调节器中空载过电压定值不应超过发电机过电压保护定值，一般也应整定为1. 3U e，时间可取0 s （与发电机过电压保护动作时间配合，也可根据现场情况通过电压动作值配合，如有的调节器整定为1. 2 U e），动作于逆变灭磁。

若发生过电压，首先启动调节器电压限制单元，将机端电压限制在不超过110% 额定电压范围内，若限制失败，则当定值达到1. 3 倍额定电压时，首先无延时经调节器空载过电压保护动作逆变灭磁，若失败，则经500 m s 延时启动发电机保护中过电压保护动作发电机解列灭磁，从而构筑了防止发生发电机空载超电压的三道防线。

4.3 发变组保护整定计算方面研究
（1）过频、低频、过压、欠压应分别根据发电机运行工况和发电机特性曲线整定；
（2）过励磁保护应全面考虑主变、高厂变的过励磁能力；
（3）定子接地保护须根据发电机在不同负荷的运行工况下实测零序基波电压和零序三次谐波电压的有效数据整定。

5 发变组保护反措方面研究及应用：
针对电力系统发生故障，对发电厂易出现问题几方面进行研究，结合继电保护反措，在生产实践中总结了四方面内容。

5.1 保护双重化
反措和技术规程都明确规定，近后备保护的继电保护采用双重化配置，包括直流、交流电压和电流回路、跳闸及相关回路都应独立配置，两者之间不应有任何电气联系，但是断路器保护及失灵启动等辅助保护和非电量保护按单套配置
5.2 跳闸回路
双重化的2套保护的跳闸回路应与断路器的2个跳闸线圈分别一一对应，双母线接线的双重化母线保护也应符合上述规定（25项反措规定是跳双线圈）单套配置的断路器失灵保护和变压器、电抗器非电量保护单套保护动作后应同时作用于断路器的2个跳闸线圈。

5.3 保护接地方面研究
（1）电压和电流互感器二次回路的接地问题有且只能有一个接地点。

（2）有电气联系的电压互感器在控制室内一点接地，有电气联系的电流互感器在相关保护屏内接地；独立的、没有电气联系的互感器二次回路应在开关厂一点接地。

（3）电压互感器二次回路宜采用全站或全厂一点接地方式。

（4）保护屏本身必须可靠接地。

不得采用通过槽钢接地方式。

”，二次人员应检查确认
5.4 保护直跳回路方面研究
近几年，发生了多起因光耦回路正端接地误导通和单一元件损坏造成的母差失灵保护、变压器保护误动作事故、因直流接地造成继电保护失灵、变压器直跳三侧回路误出口的事故，220 V 交流混入直流系统造成连接长电缆的直跳回路误动出口事故，解决保护误动的方法：保证光偶开入和直接跳闸回路的动作电压在额定直流电源电压的55%～70%范围以内；断路器失灵起动母差、非电量保护直接跳闸、变压器断路器失灵启动等重要回路宜采用双开入接口；直接跳闸的中间继电器动作功率不低于5 W。

防止保护误动。