2. 火电机组功率突降切机保护涉网技术要求

附件2 火电机组功率突降切机保护涉网技术要求

1 机组功率突降切机保护功能

1.1 机组功率突降切机保护功能在下列情况下应能正确动作:

a)系统故障或异常，导致机组与系统间的输电通道断开；具体工况：

Ⅰ）单回线路不对称故障及永久故障跳闸；

Ⅱ）双回线路相继故障跳闸；

Ⅲ）系统振荡(振荡周期300～2000ms)过程中单回线路不对称故障及永久故障跳闸；

Ⅳ）系统振荡(振荡周期300～2000ms)过程中双回线路相继故障跳闸。

b)安稳系统动作，导致机组与系统间的输电通道断开；

具体工况：

系统振荡(振荡周期300～2000ms)，安稳系统动作解列。

c)断路器偷跳、误碰、手跳，导致机组与系统间的输电通道断开；

具体工况：

机组与系统未发生故障，电厂出线本侧及对侧解列。

d)其他原因造成的发电厂输电通道断开。

1.2 机组功率突降切机保护功能在汽轮发电机组正常调节、停机、热工保护动作或系统扰动等非机组解列情况下不应误动，主要包括下列情况：

a)机组正常起机、并网、调节、停机；

b)机组进相、迟相运行；

c)交流系统故障或异常，机组与系统间的输电通道未断开；具体工况：

Ⅰ)系统故障持续2000ms；

Ⅱ)单回线路故障重合成功；

Ⅲ)双回线路相继故障，双回线路及一回线路重合成功；Ⅳ)电厂及送出线以外系统故障期间，单回线路故障重合成功。

d)直流系统扰动，机组与系统间的输电通道未断开；

具体工况：

Ⅰ)直流系统送端电厂孤岛运行或与交流系统弱联系，直流系统发生故障再启动；

Ⅱ) 直流系统送端电厂孤岛运行或与交流系统弱联系，直流系统发生因交流系统故障导致的换相失败。

e)系统振荡，机组与系统间的输电通道未断开；

具体工况：

系统振荡，振荡周期300～2000ms。

f)系统负荷投切；

g)汽轮机主汽门关闭，机组与系统间的输电通道未断开；

h)机组OPC动作（103%额定转速、机组功率-负荷不平衡保护、转速加速度）动作，调门关闭，机组与系统间的输电通道未断开；

具体工况：

系统故障，系统发生振荡及未发生振荡，OPC动作关闭调门。

i)功率突降切机保护应接入保护级CT。

2 机组功率突降切机保护并网检验

2.1 并网前做传动试验，检验装置出口回路正确。

2.2 并网前检查装置定值整定无误、装置压板正确投入、试验连线解除、二次回路恢复正常。

2.3 机组并网时检查装置无异常。

2.4 机组带负荷后，检查装置以下模拟量显示值正常：

a)各侧电流及其序分量、各侧电压及其序分量、功率、频率。

b)各侧电流、电压相角。

2.5 机组开、停机及负荷调节过程中，装置应无异常。

2.6 并网状态下汽轮机组做“常规法”甩负荷试验（即机组解列），分析保护动作行为，验证保护功能正常。试验前应退出保护装置出口压板，确保甩负荷试验成功。

2.7 如并网状态下汽轮机组做“测功法”甩负荷试验（即关闭调门、机组不解列），保护不应动作，验证保护功能正常。 3 机组功率突降切机保护整定计算

3.1机组功率突降切机保护一般采用频率、电压、功率等元件构成，定值建议整定如下，原理不同的按厂家有关说明整定：

3.1.1频率定值整定

机组惯性时间常数指是指发电机的转轴上加额定转矩后,转子从停顿状态加速到额定转速所需要的时间，计算公式：

20N J M S ω=

其中，J 为发电机组整个轴系的转动惯量，0ω为发电机额定

转速（rad/s ）, N S 为发电机容量。

对于大型火电机组，如无法获取惯性时间常数，一般取10s 。 发电机功率突降到零时的dt df /值为：

0cos G k N P df f dt P M

ϕ≈⋅⋅

其中，0f 为正常运行时机组频率，取50Hz ；G P 为发电机最小输出功率值，应可靠躲过发电机投入功率定值，一般取低于发电机投入功率定值5～10％；k ϕ为额定功率因数角。 考虑频率上升过程中调速器（DEH ）的作用，dt df /元件应有较高的灵敏系数K ，一般取K ≥3，可得：

()set f df K dt t ∆>=∆

3.1.2 电压定值整定

正功率突降后，无功功率在发电机电抗和主变电抗上的电压降消失，在很短时间内发电机励磁调节器来不及反应，故引起主变高压侧和发电机机端正序电压突升。

正功率突降引起主变高压侧正序电压突升1U ∆，则1U ∆的标幺值为：

()1*G k d T B P tg U X X S ϕ⋅'∆=⋅+

其中，G P 和k ϕ的含义同上；B S 为电抗标幺值计算的统一基准容量；d X '为发电机瞬变电抗的标幺值（折算至统一基准容量）；T X 为主变短路电抗的标幺值（折算至统一基准容量）。 正功率突降引起发电机正序电压突升1U ∆，则1U ∆的标幺值为：

1*G k d B P tg U X S ϕ⋅'∆=⋅

然后，由标幺值计算电压突增定值的有名值：

11*

/ n

U U U K

∆=∆⋅

主变电压突增判据的灵敏度一般取K≥1.2，发电机电压突增判据的灵敏度一般取K≥1.2。

3.1.3功率投入定值整定

当机组输出功率小于P set1时，即使发生正功率突降，对热力设备并不构成安全威胁，P set1应小于调度最低出力，一般取P set1=K k P n，可靠系数K k≤0.9, P n为调度最低出力。

3.1.4低功率定值整定

正向低功率定值P set2应小于功率投入定值P set1，且大于机组综合厂用电率对应的功率及输电通道断开时机组间的交换功率，P set2一般取（0.12~0.15）P e，P e为机组额定功率。

3.2 动作时间整定

保护动作时间应按以下原则整定并取最大值：

a)按躲过升压站断路器失灵保护动作时间整定，取0.5～

0.6s。

b)按躲过机组100%甩负荷后达到最高转速的时间t max整定。

c)机组OPC设动作延时的，按躲过OPC动作延时整定。

d)按躲过机组OPC动作后持续关闭调门的时间整定；103%超速保护动作一般关闭调门2S，功率-负荷不平衡保护动作一般关闭调门1～2s。