发变组保护逻辑实现FCB功能分析及FCB保护配置

发变组保护逻辑实现FCB功能分析及FCB 保护配置

作者：李岩鹏

来源：《环球市场》2018年第23期

基于火电厂实现FCB功能的技术要求，对发变组保护配置的一些技术问题进行了探讨，详细分析了发电机保护中的一些保护功能的特点，并提出了新的配置要求，己使得发电厂的其他系统进行快速调节。FCB模式除对电网安全运行有利外，提高了电厂机组自身的安全性和经济性。而且，这也是火电厂实现“孤岛运行”和“黑启动”的基础，因此，在我国已经有越来越多的新建火电厂进行了这方面的试验，并取得了极好的运行效果。FCB甩负荷后小岛运行是大型汽轮机组适应电网变化的一种非常有效的运行方式。

一、引言

单元制火电机组的FCB也就是我们常说的快速甩负荷并“小岛”运行。FCB模式除对电网安全运行有利外，提高了电厂机组自身的安全性和经济性。为了更好的实现FCB的功能，对

于火电机组的设计理念就必须要有较大的突破。从电气专业角度来讲，为满足机组FCB功能对电气发变组的保护逻辑提出的更高要求。

这些措施对同类型机组实现FCB功能起着一定的借鉴作用。机组具备FCB功能可以使发电机具备解列后带厂用电“孤岛运行”的能力，而且还有助于事故情况下机组安全停机。发电机变压器组保护是确保电网与电厂的安全运行的重要保障，其保护和动作方式直接关系到故障情况下的决策行为。本文就具有FCB功能发电厂的发变组保护配置及相关问题进行一些探讨。

二、发变组电气一次系统（以安徽某电厂为例）

该电厂一期工程建设规模为装机两台660MW燃煤发电机组。每台机组的发电机一主变压器按单元制接线方式，依次经由发电机、离相封闭母线、发电机出口断路器、离相封闭母线、主变压器、500kV架空线引至本期工程建设的500kV升压站向电网输送电能。500kV升压站为一个半断路器接线方式。（见图1）

三、发电机、变压器保护的配置

（一）发电机保护配置

发电机微机型保护装置按双重化配置，主要配置发电机差动保护、发电机转子表层过负荷保护、发电机失磁保护、发电机逆功率保护、发电机过负荷保护、复合电压闭锁过电流保护、发电机定子接地保护、发电机转子接地保护、发电机低频/过频保护、发电机低频/过频保护、发电机过激磁保护、发电机阻抗保护、发电机过电压保护、突加电压保护、发电机失步保护、发电机失步保护、起停机保护、发电机出口断路器失灵保护、发电机零功率保护。

（二）变压器保护配置

变压器微机型保护装置按双重化配置，主要配置主变压器差动保护、主变过激磁保护、主变压器高压侧零序过流保护、主变压器复合电压闭锁过流保护、主变压器低压侧接地保护、500kV断路器非全相保护、500kV断路器闪络保护、主变压器本体保护。

（三）发变组、变压器保护出口方式

1.全停1（全停）

跳500kV边、中断路器、跳发电机出口断路器、跳磁场断路器、关闭汽机主汽门、跳

10kV A/B段工作进线断路器、启动快切自投10kV A/B段10BBA备用进线断路器、启动10kV AB段切负荷、闭锁500kV边/中断路器合闸回路、闭锁磁场断路器合闸回路、闭锁10kV A/B 段工作进线断路器合闸回路、起动500kV边/中断路器失灵保护。

2.全停2（全停，不起动失灵）

跳500kV边、中断路器、跳发电机出口断路器、跳磁场断路器、关闭汽机主汽门、跳

10kV A/B段工作进线断路器、启动快切自投10kV A/B段10BBA备用进线断路器、启動10kV AB段切负荷、闭锁500kV边/中断路器合闸回路、闭锁磁场断路器合闸回路、闭锁10kV A/B 段工作进线断路器合闸回路。

3.全停3（全停，不起动厂用电切换）

跳500kV边、中断路器、跳发电机出口断路器、跳磁场断路器、关闭汽机主汽门、跳

10kV A/B段工作进线断路器、闭锁500kV边/中断路器合闸回路、闭锁磁场断路器合闸回路、闭锁10kV A/B段工作进线断路器合闸回路、起动500kV边/中断路器失灵保护。

4.停机1（停发电机）

跳发电机出口断路器、跳磁场断路器、关闭汽机主汽门、闭锁发电机出口断路器合闸回路、闭锁磁场断路器合闸回路、起动发电机出口断路器失灵保护。

5.停机2（停发电机，不起动失灵）

跳发电机出口断路器、跳发电机出口断路器、跳磁场断路器、关闭汽机主汽门、闭锁发电机出口断路器、闭锁磁场断路器合闸回路。

6.停机3（切换厂用电）

跳10kV A/B段工作进线断路器、启动快切自投10kV A/B段10BBA备用进线断路器、启动10kV AB段切负荷、闭锁10kV A/B段工作进线断路器合闸回路。

7.停机4（停发电机，切换厂用电，不起动失灵）

跳发电机出口断路器、跳磁场断路器、关闭汽机主汽门、跳10kV A/B段工作进线断路器、启动快切自投10kV A/B段10BBA备用进线断路器、启动10kV AB段切负荷、闭锁发电机出口断路器、闭锁磁场断路器合闸回路、闭锁10kV A/B段工作进线断路器合闸回路。

8.FCB

跳500kV边、中断路器、闭锁500kV边/中断路器合闸回路。

9.程序跳闸

关闭汽机主汽门

10.单跳发电机出口断路器

跳发电机出口断路器、闭锁发电机出口断路器。

11.单跳500kV边断路器

跳500kV边断路器、起动500kV边断路器失灵保护。

12.单跳500kV中断路器

跳500kV中断路器、起动500kV中断路器失灵保护。

四、FCB的基本功能

FCB的基本功能有以下几点：在正常机组工作的请况下运行时，机组的FCB功能就会自动投运，若由于发电机与电网解列带厂用电会保持稳定运行。在机组甩负荷过程中，能保证机组运行参数的变化在安全范围内，而且不引起停机停炉保护动作，不危及设备安全。待电网恢复后，机组可以直接并网带负荷运行。FCB模式除对电网安全运行有利外，提高了电厂机组自身的安全性和经济性。而且，这也是火电厂实现“孤岛运行”和“黑启动”的基础，因此，在我国己经有越来越多的新建火电厂进行了这方面的试验，并取得了极好的运行效果。发电机变压器组保护是确保电网与电厂的安全运行的重要保障，其保护和动作方式直接关系到故障情况下的决策行为。

五、发电机、变压器保护动作于FCB原则

反映发电机、变压器内部故障保护均不动作于FCB。

确定为发电机或变压器本身异常的保护不动作于FCB（失磁保护除外）。

非电量保护一般反映发电机或变压器本身故障或异常也不能启动FCB。

确定保护动作原理能区别出故障是由于外部电网或系统有故障的保护动作于FCB。

六、动作于FCB有关发变组保护

发电机转子表面过负荷保护反时限部分

发电机对称过负荷反时限部分