#1机组发变组保护系统调试措施

文件编号：AHXL.GQ.TC/DQ-0106 _______________________________________________________________________________
淮南矿业集团煤矸石综合利用顾桥电厂
2×330MW机组工程
#1机组发变组保护系统调试措施
出版日期：2011年01月版次：第A 版
编写日期审核日期批准日期
目录
1 系统及设备概况 0
2 调试措施编制的依据 (2)
3 调试目的 (2)
4 调试范围及主要调试项目 (3)
5 调试开始前应具备的条件及调试流程 (3)
6 主要调试工艺及方法 (4)
7 质量验收标准 (20)
8 质量、环境、职业健康和安全控制措施 (21)
9 调试中使用的主要仪器仪表 (21)
10 有关单位的分工 (21)
附录一：#1机组发变组保护系统调试危险源辨识、评价及控制措施 (23)
淮南矿业集团煤矸石综合利用顾桥电厂2×330MW机组工程#1机组发变组保护系统调试措施
1 系统及设备概况
1.1 系统概况
淮南矿业集团煤矸石综合利用顾桥电厂本期工程拟建设2台330MW循环流化床机组，两台机组均采用发电机-变压器组单元接线，分别经主变压器升压至220kV后接入220kV升压站，再接入系统。

220kV升压站采用全封闭式SF6 GIS设备，屋内布置。

220kV系统采用双母线接线，共设7个间隔，其中2回出线间隔，#1主变、#2主变和启/备变共3回进线间隔，1回母线设备间隔及1回母联间隔。

主变压器采用三相、双线圈、强迫油循环导向风冷（ODAF）、无激磁调压低损耗升压变压器。

主变压器配有智能式在线诊断装置，以连续监视主变压器油中溶解的氢气浓度等状态量。

每台机组设1台高压厂变，采用无激磁调压，自然油循环强迫风冷（ONAF）,电源引自发电机出口，为两段6kV厂用母线（A段、B段）提供工作电源。

每台机组设一套空冷型柴油发电机组作为机组的应急保安电源。

全厂设置一台分裂变压器作为电厂的启动/备用电源，电源取自220kV升压站，采用有载调压，自然油循环强迫风冷（ONAF）。

高压厂用电采用6kV电压，补给水泵房采用10kV电压。

低压厂用电压为380V。

高压厂变6.3kV中性点采用中阻接地方式，主厂房380V工作变中性点经高电阻接地，主厂房其他380V PC中性点直接接地，辅助车间380V系统采用中性点直接接地的方式。

本工程#1机组对发电机、主变压器、高厂变、励磁变等主设备电量保护按照全面双重化配置。

保护装置采用许继电气股份有限公司的WFB-802A型微机变压器保护装置、WFB-821A型微机发电机保护装置、WFB-801A型微机励磁变保护装置和WFB-804A型微机发变组非电量保护装置。

共设五面保护屏，其中A、B 屏为发电机、励磁变保护，D、E屏为主变、高厂变保护，C屏为非电量保护。

发变组保护A、B屏配置如下保护：发电机差动、发电机负序过负荷、失
磁、逆功率、对称过负荷、电压制动过电流、发电机定子接地（基波）、发电机定子接地（三次谐波比较）、起停机定子接地、频率异常、过激磁、发电机过电压、误上电、失步、发电机定子匝间、励磁变电流速断、励磁变过流、励磁变过负荷等。

发变组保护D、E屏配置如下保护：主变差动、主变高压侧接地、断路器断口闪络保护、断路器失灵启动、高厂变差动、高厂变高压侧速断、高厂变复压过流、高厂变低压A侧中性点过流、高厂变低压B侧中性点过流等。

发变组保护C屏配置如下保护：主变轻瓦斯、主变重瓦斯、主变油温高、主变绕组温度高、主变压力释放、主变速动油压、主变冷却器全停、控制屏手动紧急跳闸按钮动作、励磁变温度高、励磁系统故障、高厂变油温高、高厂变绕组温度高、高厂变轻瓦斯、高厂变重瓦斯、高厂变压力释放、高厂变速动油压等。

1.2 发变组保护屏概况
发变组保护屏参数如下表所示：
2 调试措施编制的依据
《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》DL/T 5437-2009
《火电工程启动调试工作规定》电力部建设协调司建质[1996]40号
《中国电力投资集团公司火电建设工程调试管理手册》[2006]61号
《中国电力投资集团公司火电工程达标投产考核办法》（2008）
《中华人民共和国工程建设强制性标准条文》（电力工程部分）（2006版）
《电力建设安全健康与环境管理工作规定》国电电源[2002]49号
《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996年版）
《电力建设施工质量验收及评价规程》（2009版）
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2006）
《火电、送变电工程重点项目质量监督检查典型大纲》
《电力建设安全工作规程》(火力发电厂部分) DL/T5009.1——2002
《电业安全工作规程》(发电厂和变电所电气部分) DL4081——91
《电业安全工作规程》(热力和机械部分)
《防止电力生产重大事故的二十五项重大要求》国电发[2000]589号
《电气设备交接试验标准》（GB50150-91）
淮南矿业集团煤矸石综合利用顾桥电厂工程调试合同
华东电力设计院设计资料、有效的设计变更单和工程联系单
有关设备订货技术协议书、说明书
国家、行业及原电力工业部有关规定
安徽新力电业科技咨询有限责任公司质量、安全健康与环境管理体系文件3 调试目的
遵照“以安全为基础，质量为保证，效益为中心，精心操作，精心调试，确保优质高效，按时全面完成调试任务”的调试工作指导思想，结合电气专业调试工作的特点，编写此调试措施。

通过对发变组保护系统的调试，消除设备
及系统中出现及可能出现的缺陷和隐患，检验该系统设计、制造、安装等各环节安全、质量、工艺状况、检验相关回路的正确性。

同时，整合处理系统内部及本系统与其它系统间的接口。

分析解决遇到的技术问题，使该系统达到安全、可靠、合理的状态，全面满足整套启动及机组安全稳定运行的要求。

4 调试范围及主要调试项目
本调试措施主要针对#1发变组保护系统进行，调试范围是以发变组保护装置为核心的发变组保护系统。

该系统包含了围绕发变组保护装置的取样测量、出口执行、信号记录等所有的相关设备及回路。

该系统主要调试项目如下：
(1)一次取源的正确性、合理性及参数核对。

(2)取源测量的现场校验、保护测量的精度检查。

(3)保护逻辑的检查、分析、验证。

(4)保护出口逻辑检查及联动试验。

(5)保护之间及与其它系统间的接口配合部分的检查验证。

5 调试开始前应具备的条件及调试流程
5.1 调试具备条件
(1)继电保护间及相关范围内土建工作完毕，已清扫干净，道路通畅且照明充足。

(2)盘柜固定良好，无明显变形及损坏现象，各部件安装端正牢固。

(3)二次接线完成，电缆的连接与图纸相符合，施工工艺良好，连接紧固且导线无裸露现象。

(4)装置交、直流电源具备投运条件，电压值符合装置允许范围。

(5)盘柜内的设备和元件标识清晰、齐全。

(6)#1发变组保护系统所包含设备单体调试完毕，能就地操作。

(7)#1发变组至220kV开关站、220kV继电器楼等运行区域的接口确认已隔离。

5.2 调试流程
6 主要调试工艺及方法
6.1 通电前检查
(1)全面检查保护的各机械部分应完好无损；是否有松动及脱焊现象，背部接线是否有拉扯的痕迹。

(2)检查保护装置的铭牌及电气参数是否与设计相符，各插件面板及内部小开关应在正确位置。

(3)各套保护装置的电源工作正常，输入、输出电压符合设计要求。

(4)所有保护在图纸上所标的接地点应可靠接地。

6.2 硬件单机检查
(1)调整时钟。

(2)依照说明书，对菜单上各目录及命令依次进行检查核对，是否符合说明书要求。

6.3 静态性能测试
(1)试验前，先断开所有PT、CT及跳闸出口与外部的连接，做好安全措施。

(2)常规项目检查，包括绝缘测试、内部查线等。

(3)输入通道检查。

装置处于运行态时，从竖排端子逐个输入电流或电压，装置显示的数值应与外接电量一致，否则需调整通道系数。

注意两个CPU都要检查。

(4)通道调试。

在通道调试画面下校准各保护使用通道间的相位关系。

(5)开机检查装置自检情况是否正常。

(6)开关量通道的检查。

在端子排上短接或拉开某开关输入量，要求显示状态与外部开入量的状态一致。

(7)出口信号通道的检查。

用调试态下的检查命令逐个使能出口继电器，面板上的LED灯应有指示，并且输出接点有效，投切连片检查其正确性，对照设计图纸检查其动作或发信逻辑是否正确。

(8)保护定值的整定输入。

6.4 保护性能调试
6.4.1 变压器差动保护校验（以主变为例，高厂变、励磁变相似）
(1)定值整定
将保护总控制字”主变差动保护投入”置1，投入主变差动保护压板，按照试验要求整定“比率差动投退”、“五次谐波投退”、“涌流识别控制字”、“TA异常闭锁差动”等控制字，并整定以下定值。

(2)比率差动试验
对于Y，d11的主变接线方式，保护装置采用方法对高压侧电流进行相位校正，并进行系数补偿。

差动保护试验时分别从高压侧、低压侧加入电流。

高压侧、低压侧加入电流对应关系：A-ac、B-ba、C-cb。

记录数据如下表。

(3)二次谐波制动系数试验
从一侧电流回路同时加入基波电流分量（能使差动保护可靠动作）和二次谐波电流分量，减小二次谐波电流分量的百分比，使差动保护动作。

(4)主变差动速断试验
(5)TA异常闭锁差动试验
“主变差动保护投入”、“TA异常闭锁差动”均置1，两侧三相均加上额定电流，断开任意一相电流，装置发“主变差动TA断线”信号并闭锁主变比率差动，但不闭锁差动速断；“主变差动保护投入”置1，“TA异常闭锁差动”置0，两侧三相均加上额定电流，断开任意一相电流，主变比率差动动作并发“主变TA异常”信号；退掉电流，复归装置才能清除“主变TA异常”信号。

6.4.2 变压器接地后备保护校验（以主变为例）
(1)零序过流保护定值整定
保护总控制字“主变接地零序保护投入”置1；投入主变接地零序保护投入压板；整定零序过流I段、II段如下相关定值。

(2)零序过流保护校验
保护取主变中性点零序TA电流、零序电压取主变高压侧开口三角零序电压。

6.4.3 断路器断口闪络保护
断路器断口闪络保护主要针对发变组准备和高压系统并网期间，断路器断口上会承受较高的电压，可能造成断路器闪络事故。

整定“断路器闪络投退”控制字为1，投入断路器闪络保护硬压板、软压板，当断路器位置为分位时，通入主变高压侧负序电流，负序电流元件动作，则闪络保护动作。

6.4.4 断路器失灵启动
失灵启动保护分两段时限，第一时限采用负序过流元件或零序过流元件，配合断路器合闸位置触点，以及有跳该断路器的保护动作，去解除断路器失灵保护的复合电压闭锁。

第二时限采用负序过流元件或零序过流元件或相电流过流元件，配合断路器合闸位置触点，以及有跳该断路器的保护动作，去启动断路器失灵保护。

整定“失灵t1”和“失灵t2”控制字为1，投入失灵保护硬压板、软压板，短接断路器合闸位置触点，通入超过定值的负序电流，启动跳该断路器的保护，则断路器失灵保护启动。

6.4.5 发电机差动保护校验
(1)定值整定
保护总控制字“发电机差动投退”置1；投入发电机差动保护硬压板、软压板；整定跳闸矩阵定值；按照试验要求整定“TA异常闭锁差动”、“差动保护方案控制字”等控制字。

(2)比率差动试验
(3)发电机差动速断试验
(4)TA异常闭锁差动试验
“发电机差动投退”、“TA异常闭锁差动”均置1，两侧三相均加上额定电流，断开任意一相电流，装置发“发电机差动TA断线”信号并闭锁发电机比率差动，但不闭锁差动速断；“发电机差动投退”置1，“TA异常闭锁差动”置0，两侧三相均加上额定电流，断开任意一相电流，发电机比率差动动作并发“发电机差动TA断线”信号。

退掉电流，复归装置才能清除“发电机差动TA断线”信号。

6.4.6 发电机匝间保护校验
(1)匝间保护定值整定
保护总控制字“发电机匝间保护投退”置1；投入发电机匝间保护硬压板、软压板；整定匝间保护跳闸矩阵定值；按照试验要求整定“匝间保护方案控制字”等定值。

(2)匝间保护校验
(3)延时定值试验
加入1.2倍的动作量，保护延时出口，测得延时时长。

6.4.7 发电机复压过流保护校验
(1)发电机复压过流保护定值整定
投入发电机相间后备保护硬压板、软压板；整定过流I段、II段跳闸控制字；根据需要整定“I段记忆功能投退”、“II段记忆功能投退”、“复压投退”、“过流投退”等控制字。

(2)复合电压过流保护校验
本保护取发电机中性点电流。

6.4.8 发电机定子接地保护校验
(1)基波定子接地保护定值整定
投入定子接地保护硬压板、软压板；整定“基波定子接地高值投退”、“电压选择”、“基波定子接地低值投退”等控制字；整定跳闸矩阵定值。

当“电压选择”控制字置1时，选择机端基波零序电压；置0时，选择中性点基波零序电压。

(2)基波定子接地保护校验
基波零序电压定子接地保护分两段时限。

高定值段动作后，经短延时动作于跳闸或信号。

低定值段动作后，经长延时动作于跳闸或信号。

(3)三次谐波比较定子接地保护定值整定
投入定子接地保护硬压板、软压板；整定“三次谐波方案一投退”、“三次谐波方案二投退”等控制字；整定跳闸矩阵定值。

(4)三次谐波比较定子接地保护校验
模拟发变组并网前断路器位置接点输入，机端加入正序电压大于0.5Un，机端、中性点零序电压回路分别加入三次谐波电压，使三次谐波电压比率判据
动作；模拟发变组并网后断路器位置接点输入，机端加入正序电压大于0.5Un，机端、中性点零序电压回路分别加入三次谐波电压，使三次谐波电压比率判据动作。

零序电压判据和三次谐波判据各有独立的出口回路，以满足不同配置的要求。

6.4.9 发电机定子过负荷保护校验
(1)定时限过负荷定值整定
投入发电机对称过负荷保护硬压板、软压板；整定“定时限控制字”；整定定时限过负荷保护跳闸矩阵定值。

(2)定时限过负荷保护校验
(3)反时限过负荷定值整定
投入发电机对称过负荷保护硬压板、软压板；整定“反时限控制字”；整定定时限过负荷保护跳闸矩阵定值。

(4)反时限过负荷保护校验
保护取发电机中性点相电流。

6.4.10 发电机负序过负荷保护校验
(1)定时限负序过负荷定值整定
投入发电机负序过负荷保护硬压板、软压板；整定“定时限控制字”；整定定时限过负荷保护跳闸矩阵定值。

(2)定时限负序过负荷保护校验
(3)反时限负序过负荷定值整定
投入发电机负序过负荷保护硬压板、软压板；整定“反时限控制字”；整定定时限负序过负荷保护跳闸矩阵定值。

(4)反时限负序过负荷保护校验
保护取发电机中性点相电流。

6.4.11 发电机失磁保护校验
(1)失磁保护定值整定
投入发电机失磁保护硬压板、软压板。

整定“一段投退”、“二段投退”、“三段投退”等控制字。

整定失磁保护出口矩阵定值。

(2)失磁保护试验
保护“静稳阻抗”判据经延时t1后经失磁一段出口发信号；“静稳阻抗”判据经延时t1后和机端低电压判据组合后经失磁二段出口，发信或减出力切励磁或跳闸；如果二段动作仅切换励磁（或减出力）并发失磁信号，经t3延时后，若切换励磁（或减出力）失败，则保护三段出口跳闸。

t1延时是为了躲开系统振荡。

6.4.12 发电机失步保护校验
(1)失步保护定值整定
本保护适用于大型发变组，当系统发生非稳定振荡即失步并危及机组或系统安全时，动作于信号或跳闸。

本保护采用三阻抗元件，通过阻抗的轨迹变化来检测滑极次数并确定振荡中心的位置。

校验本保护时，先投入发电机失步保护硬压板、软压板；整定“区内控制字”、“区外控制字”等控制字；整定失步保护定值；整定失步保护跳闸矩阵定值。

(2)失步保护试验
当振荡中心位于发变组内部时，一段启动发跳闸命令；当振荡中心位于发变组外部时，启动二段发信号。

发电机变压器组断路器跳闸闭锁电流取主变高压侧电流，避免在振荡电流大于断路器遮断容量时跳闸。

6.4.13 发电机过电压保护校验
(1)发电机电压保护定值整定
过电压保护主要用于防止电压过高时对发电机定子绕组绝缘状况发生损害。

本保护校验时，投入发电机过电压保护硬压板、软压板；整定“过电压投退”等控制字；整定过电压保护定值，整定过电压跳闸矩阵定值。

(2)过电压保护校验
过电压保护取发电机机端三相线电压，当发电机任一线电压大于整定值时，保护动作。

6.4.14 发电机过激磁保护校验
该保护主要用作发电机因频率降低或过电压引起的铁芯工作磁密过高的保护。

过激磁保护分为定时限告警、定时限高定值、反时限三部分。

(1)定时限过激磁定值
投入发电机过激磁保护硬压板、软压板；整定“过激磁定时限投退”、“过激磁高定值投退”等控制字；整定过激磁定时限跳闸矩阵定值。

(2)定时限过激磁保护校验
对于发电机过激磁保护取发电机机端电压及其频率（U/f采用标么值计
算）。

(3)反时限过激磁定值整定
投入发电机过激磁保护硬压板、软压板；整定“过激磁反时限投退”控制字；整定过激磁反时限跳闸矩阵定值。

反时限特性采用点对点式整定。

(4)反时限过激磁保护校验
6.4.15 发电机逆功率保护校验
逆功率保护作为汽轮发电机出现有功功率倒送、发电机变为电动机运行的异常工况的保护。

保护设有2段延时，短延时t1用于发信号，长延时t2可用于跳闸。

(1)发电机逆功率保护定值整定
投入发电机逆功率保护硬压板、软压板；整定“逆功率延时t1投退”、“逆功率延时t2投退”、“主汽门接点闭锁投退”等控制字；整定逆功率保护跳闸矩阵定值。

(2)发电机逆功率保护校验
逆功率保护取发电机机端电压、机端电流；程跳逆功率需经主汽门开关位置接点闭锁（将“主汽门接点闭锁投退”置1即可）。

6.4.16 发电机低频保护校验
(1)发电机低频保护定值整定
投入发电机频率异常保护硬压板、软压板；整定“低频1段投退”“低频2段投退”“低频3段投退”“低频4段投退”等控制字；整定低频保护跳闸矩阵定值；按需要选择每一段动作于信号或动作于跳闸。

(2)发电机低频保护试验
低频保护中设有低电压闭锁及断路器辅助接点闭锁。

通过四个低频定值将频率范围分为四个频率段，且f4＜f3＜f2＜f1＜50Hz。

I段f2≤f＜f1时累加时间为∑1t，发信延时时间为t1。

II段f3≤f＜f2时累加时间为∑2t，发信延时时间为t2。

III段f4≤f＜f3时累加时间为∑3t，发信延时时间为t3。

IV段f＜f4时无累加时间，跳闸出口延时为t。

4
I、II、III段累加到时间上限或第IV段动作经一段延时动作于跳闸。

6.4.17 发电机起停机保护校验
起停机保护作为发电机升速升励磁尚未并网前的定子接地及相间短路故障的保护。

保护为零序电压与相过流原理，其零序电压取自发电机中性点侧。

保护经断路器辅助接点闭锁，并网后保护自动退出。

(1)发电机起停机保护定值整定
投入发电机起停机定子接地保护硬压板、软压板。

整定“起停机定子接地投退”控制字；整定起停机保护出口矩阵定值。

(2)起停机保护校验
6.4.18 发电机误上电保护校验
发电机误上电保护作为发电机停机状态、盘车状态及并网前机组启动过程中误合断路器时的保护。

保护装在主变高压侧，保护快速动作于跳断路器及发电机励磁开关。

(1)发电机误上电保护定值整定
投入发电机误上电保护硬压板、软压板；整定“发电机误上电保护投退”控制字；整定误上电保护跳闸矩阵定值。

(2)发电机误上电保护校验
6.4.19 非电量保护校验
不需要延时跳闸的非电量保护直接发信号，直接通过硬压板去跳闸，CPU 存储非电量保护动作信息，可将信息传至监控系统。

非电量保护校验时投入相应非电量保护压板；整定非电量跳闸延时；整定跳闸控制字。

6.4.20 TV异常判别
TV异常保护“TV异常方案选择控制字”为0时，采用双TV异常判据，适用于发电机机端TV异常；“TV异常方案选择控制字”为1时，采用单TV异常判据，适用于变压器TV异常。

该保护可用于闭锁相关保护。

(1)双TV异常判据
双TV异常判据（电压平衡式TV异常判别），通过比较两组电压互感器二次侧的电压，当某一TV失去电压时继电器动作，瞬时发出TV异常信号。

(2)单TV异常判据
①正序电压小于30V，任一相电流大于0.04In或断路器处于合位。

②负序电压大于8V。

满足上述任一条件，且负序电流小于0.2Iqd.set（Iqd.set为相电流启动值定值）和零序电流小于0.2Iqd.set同时三相电流都小于Iqd.set；延时10s 报TV异常，发TV异常告警信号。

在电压恢复正常后恢复。

6.5 开关传动试验
在保护调试试验完成后，具备了传动试验条件时，可以进行保护系统带发变组出口开关、灭磁开关、高厂变A、B分支开关的传动试验，确认保护动作、信号以及开关动作的正确性和可靠性。

6.6 投运前检查
(1)PT二次回路升压试验
去除发电机PT的一次保险，检查PT一次侧以及二次侧电压回路的绝缘，解除PT二次接线，在二次接线上三相A、B、C上加交流57.74V电压，在保护屏、计量屏、故障录波屏、同期屏、变送器屏、快切屏、励磁调节屏等处检查电压幅值、相位，并用钳型表测量二次回路电流，计算二次回路阻抗。

(2)CT二次回路通流试验
打开发电机CT、主变高压侧CT、高厂变高压侧CT、高厂变低压侧A、B分支CT、励磁变CT，检查二次回路绝缘，解除二次回路保险，在二次回路三相A、B、C上加交流1A/5A（根据CT参数选择）电流，在保护屏、计量屏、故障录波屏、同期屏、变送器屏、快切屏、励磁调节屏等处检查电流幅值、相位，并用万用表在CT二次回路出口处测量二次回路电压，计算二次回路阻抗。

6.7 发变组短路试验时电流量检查
(1)电流回路采样检查，电流显示与机组试验电流是否一致。

(2)确定发电机差动、主变差动、高厂变差动、励磁变差动保护电流极性，正确的相角显示应该为：
(3)差流检查
试验电流在50％额定时，发电机差动差流应小于0.02Ie，其他各套差动保护差流应小于0.05Ie。

6.8 发电机空载试验时电压量检查
(1)在发电机空载试验过程中，检查电压回路是否正常。

(2)检查电压回路相角，正确的相角显示：每个电压回路：AB、BC、CA 均为120°。

(3)检查两组机端电压、开口三角电压、中性点零序电压是否正常。

6.9 机组带负荷运行期间保护检查
(1)机组并网后，检查并网时装置有无异常。

(2)机组带上负荷时，检查以下显示值：发变组差流、主变差流、发电机差流、高厂变A、B分支差流、励磁变差流；各侧电流、电压、零序电流、。