大型燃机GP2100发变组保护改造过程中的关键点与提升

大型燃机GP2100发变组保护改造过程中
的关键点与提升
摘要：针对某发电厂GE公司GP2100大型燃机发变组保护国产化改造，重点
介绍了改造过程中的关键点，供同类型机组的改造工作提供参考。

关键词：GP2100；发变组保护；改造关键点
一、GP2100发变组保护改造的背景
GP2100系列微机发变组保护是GE公司为9FA燃气机组而配置的发电机及变
压器保护。

由发电机保护G60系列、变压器T60系列、非电量C30系列组成。

该
保护为2005年随机组同时投运。

首先GP2100系列保护集成度不高，为多个单体
装置组屏方式，柜内接线复杂且保护出口方式已不满足国内新的反措要求（双跳
需一一对应）。

另保护投运年限已远超15年，设备可靠性下降。

保护装置人机
交互界面不良，保护动作后查看信息及波形困难，不便于故障分析。

介于以上原因，本次将其进行了国产化保护的替代更换。

本文介绍了某厂改造过程中碰到的
难点及关键点，供专业技术人员借鉴与探讨。

二、改造的关键点
2.1、保护双重化问题：《防止电力生产事故的二十五项重点要求》18.4.4
条 100MW及以上容量发电机—变压器组应按双重化原则配置微机保护（非电量保
护除外）； GP2100系列断路器保护C60、高厂变保护T60-AUX均为单套化配置，不满足要求。

2.2、非电量保护单独组屏问题：二十五反措 18.6.7条变压器、电抗器宜
配置单套非电量保护，应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。

未采用就地跳闸方
式的变压器非电量保护应设置独立的电源回路（包括直流空气小开关及其直流电
源监视回路）和出口跳闸回路，且必须与电气量保护完全分开。

GP2100系列共设
置两面保护屏，其中非电量C30装置配置在A屏，未与电量保护分开。

2.3、出口跳闸回路一一对应问题：二十五项反措 18.4.7条有关断路器的
选型应与保护双重化配置相适应，220kV及以上断路器必须具备双跳闸线圈机构。

两套保护装置的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应。

GP2100保护
每套保护设计跳断路器双跳圈，不满足要求。

2.4、电跳机信号为单点保护问题：二十五项反措9.4.3所有重要的主、辅
机保护都应采用“三取二”的逻辑判断方式。

GP2100保护电跳机信号为单点信号，不满足要求。

2.5设备运行年限超15年问题：按照苏经信电力2016-855号《江苏电网统
调发电机组运行考核办法》第七条第6点要求：“发电企业应确保本单位继电
保护、安全自动装置以及相关通信通道装置状态良好，满足电网运行要求。

运行
状态不良或运行年限超过15 年的装置未及时更新改造的，每套保护装置每月考
核1000 元。

GP2100保护随机组2005年投产，运行近17年，不满足要求。

三、改进与提升
针对以上问题，在设计与安装阶段有针对性的进行问题的解决，具体方案如下：
拆除了原有#2发变组GE保护屏2面、辅助继电器屏1面。

安装2面发电机
保护屏（DGT801U系列）、2面主变保护屏(DGT801U系列)、1面非电量保护屏（DGT801E）。

本次改造除220KV母差回路和220KV电压部分电缆利旧，其余至
就地电缆都已重新更换施放，共施放9种规格、250余根、1万7千余米二次电缆。

3.1 原GP2100系列A\B两面屏，改造后扩展为5面保护屏，实现了发电机、变压器保护的双重化配置，同时非电量保护单独组屏，解决了2.1、2.2、2.5条
的问题。

并且在保护装置双重化的前提下，回路双重化也做了提升。

启用6KV B段工作进线压变，二次电压回路接入主变\高厂变B柜。

励磁变原有GE MIFⅡ保护装置升级为SR345保护装置，原有四方CSC241保
护动作节点至发电机A柜启动全停，SR345保护动作节点至发电机B柜启动全停。

在励磁变故障情况下全停动作流程更快，可以更有效切除故障，缩小故障范围。

改造前主变高厂变只有部分非电量信号接入保护装置，其余接入DCS系统，
比较混乱，不利于运行人员监视。

改造后主变、高厂变本体非电量信号均已统一
接入主变保护C柜，再通过保护柜发报警信号至TCS控制系统。

3.2改造后发电机A套和主变A套保护跳闸对应252G和2502开关第一跳圈，发电机B套和主变B套保护跳闸对应252G和2502开关第二跳圈，C柜跳闸以上
开关双跳圈。

主变A柜断路器失灵启动220KV母差第一套保护，主变B柜断路器
失灵启动220KV母差第二套保护。

解决了2.3的问题，满足了最新反措和规程要求。

3.3改造后发电机A屏出口3副电跳机信号与主变A屏并接引至TCS作为第
一组发电机保护跳闸信号，发电机B屏出口3副电跳机信号与主变B屏并接引至TCS作为第二组发电机保护跳闸信号，主变C屏（非电量）出口6副节点，同时
启动第一组与第二组发电机保护跳闸信号。

解决了2.4条问题。

3.4 改造后除满足反措要求外，还做了以下回路的改进：
3.4.1本次改造后发电机同期功能从MARK VI后台中挪出，由新增同期屏中PSS660U实现同期判别功能，同期上电、选点、启动均由TCS远方操作，同时具
备就地操作功能。

3.4.2改造后GCB负荷电流启冷却风扇功能取消原有电磁型电流继电器，在
发电机A\B柜实现，更加可靠稳定。

3.4.3本次新增2502开关的涌流抑制器，有效缩小了变压器空投涌流，延长
变压器寿命，避免了之前空投变压器差动误动情况。

3.4.4本次改造新增了4台智能功率变送器，每台变送器采用双电源、双PT、双CT，满足了功率信号可靠性要求，可有效避免因功率变送器原因造成的机组甩
负荷或非停。

3.4.5 高厂变差动电流回路接线原在风控箱转接，户外环境恶劣，本次改造
直接取消了转接回路，增加了CT回路的可靠性。

3.4.6 发电机原有机端电流回路钢制桥架受发电机漏磁影响机组满负荷时温
度高达100多度，本次改造更换为玻璃钢材质桥架，改造后温度已降为环境温度。

原有CT端子箱在高空且狭小，本次改造将端子箱挪至地面，利于检修与检查，
且避免因发电机震动造成二次接线碰磨，绝缘受损非停情况发生。

四、总结
本次大型燃机GP2100发变组改造，不光实现了进口保护的国产化替代，同
时结合国家能源局二十五项反措与国网十八项反措，针对之前生产实际中出现的
问题，对装置与回路做了较大提升改进。

保证改造后机组的平稳可靠运行，同时
提升了保护的投入与可靠性。

参考文献：
1.《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国能安全[2014]161号）;
2.《国家电网有限公司关于印发十八项电网重大反事故措施》国家电网设备〔2018〕979号
作者简介：
顾逸阳，（ 1982-），男，江苏常州人，高级技师，高级工程师长期从事
燃机发电厂二次保护及自动设备检修维护工作，近年主要从事390WM燃气机组电
气设备检修、改造、管理工作；。