發(fā)電機(jī)保護(hù)更新改造

【摘要】分析某公司原發(fā)電機(jī)保護(hù)存在問題，提出發(fā)電機(jī)保護(hù)改造方案，并介紹改造后的RCS-985RS/SS發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的基本配置/功能/技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用情況。對保護(hù)改造提出總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)保護(hù)；保護(hù)改造；匝間保護(hù)

某公司位于福建省晉江市安東工業(yè)區(qū)，電廠裝機(jī)容量100MW，安裝2臺汽輪發(fā)電機(jī)組，年平均發(fā)電量7億kWh，電廠出線由110kV電壓等級接入福建電網(wǎng)。#2發(fā)電機(jī)保護(hù)改造前采用南瑞動力控制分公司生產(chǎn)的MGT102型微機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置，改造后采用南瑞繼保有限公司的RCS-985RS/SS型發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置。

1、機(jī)組改造前保護(hù)情況介紹

某公司2臺發(fā)電機(jī)保護(hù)采用南瑞動力控制分公司生產(chǎn)的MGT102型微機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置，運(yùn)行多年元件日趨老化，加上原保護(hù)配置方式不合理，很難滿足現(xiàn)代繼電保護(hù)高靈敏度的要求。為了提高發(fā)電機(jī)保護(hù)的可靠性和靈敏度，增加保護(hù)裝置的正確動作率，對投運(yùn)多年的發(fā)電機(jī)保護(hù)進(jìn)行改造是完全有必要的。

具體原因主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）該機(jī)組運(yùn)行多年，保護(hù)裝置內(nèi)部元件老化，生產(chǎn)廠家已經(jīng)停產(chǎn)，備品配件缺乏。在運(yùn)行中，曾經(jīng)發(fā)生過保護(hù)誤動跳閘的事件。

（2）原來保護(hù)技術(shù)上的先天不足，對于大容量發(fā)電機(jī)組，在系統(tǒng)短路時(shí)，很難滿足高靈敏度的要求。

（3）保護(hù)配置不太合理，無配置發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)，同時(shí)也不能滿足“二十五項(xiàng)反措要求”。根據(jù)《福建省發(fā)電廠并網(wǎng)安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，發(fā)電機(jī)變壓器組電氣和非電氣量保護(hù)必須完全獨(dú)立，本保護(hù)所有保護(hù)都集中在1個(gè)CUP里。

（4）保護(hù)裝置不具備錄波功能。

（5）保護(hù)裝置未接入GPS衛(wèi)星同步對時(shí)功能。

2、原發(fā)電機(jī)保護(hù)的配置情況

原#2發(fā)電機(jī)保護(hù)主要有：發(fā)電機(jī)差動保護(hù)；定子接地保護(hù)；三次諧波定子接地保護(hù)、轉(zhuǎn)子接地、失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)過流、負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)、發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)、以及各種非電量保護(hù)。發(fā)變組差動及廠用電抗器差動（另有保護(hù)裝置）。

3、#2發(fā)電機(jī)保護(hù)改造設(shè)計(jì)原理

目前，國內(nèi)機(jī)組的繼電保護(hù)均根據(jù)《大容量機(jī)組繼電保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》來配置，繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)及保護(hù)配置原則是：強(qiáng)化主保護(hù)，簡化后備保護(hù)，對于本工程改造方案，不同于其他新建機(jī)組的建設(shè)工程，在電廠一次設(shè)備已經(jīng)確定，一次設(shè)備不太可能改造和增加，這必將會影響到二次系統(tǒng)保護(hù)的配置問題。在本工程發(fā)電機(jī)保護(hù)改造中，利用原來的一次設(shè)備不變，把二次設(shè)備匹配上去，盡量滿足《二十五項(xiàng)反措》的要求，從而達(dá)到滿足繼電保護(hù)《反措》要求，同時(shí)也節(jié)約成本。

4、#2發(fā)電機(jī)保護(hù)改造總體配置方案

在考慮繼電保護(hù)的總體配置是，應(yīng)力求合理、完善和可靠。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)最大可能的保證機(jī)組安全，特別強(qiáng)調(diào)要避免保護(hù)的誤動和拒動。這就要求的配置具有高的可靠性、靈敏性、選擇性和快速性。配置如下：

4.1電氣量保護(hù)配置

發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)定子過負(fù)荷保護(hù)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)、100%定子接地保護(hù)、定子匝間保護(hù)、發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)、發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)

發(fā)電機(jī)保護(hù)電流電壓元件取自發(fā)電機(jī)機(jī)端TA、TV，并設(shè)置兩段延時(shí)，其中t1動作于跳母聯(lián)，t2動作于全停。

4.2主要非電氣量保護(hù)

汽機(jī)聯(lián)跳電氣、滅磁開關(guān)聯(lián)跳

為了滿足《二十五項(xiàng)反措》，非電量保護(hù)一般不經(jīng)過發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的軟件邏輯，而是直接作用于出口直接跳閘。

4.3配置圖如下

5、介紹本次改造與原保護(hù)區(qū)別是增加了匝間保護(hù)不同

5.1匝間保護(hù)方案比較。由于發(fā)電機(jī)存在發(fā)生匝間短路的可能性，只裝設(shè)完全縱差保護(hù)就無法滿足要求，因此有必要對發(fā)電機(jī)增加反應(yīng)定子匝間故障的保護(hù)。

我廠發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)結(jié)果上，無法安裝橫差保護(hù)，通過選擇，考慮如縱向零序電壓保護(hù)、負(fù)序功率方向保護(hù)等。根據(jù)討論提出負(fù)序功率方向閉鎖縱向零序電壓方案。

通過比較選擇三次諧波制動縱向零序電壓方案從根本上提高縱向零序電壓保護(hù)的可靠性，能準(zhǔn)確及時(shí)縱向零序電壓的幅值，從而提高了發(fā)電機(jī)縱向零序電壓匝間保護(hù)的可靠性。

6、改造后RCS-985RS/SS型發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置簡介

根據(jù)保護(hù)配置方案進(jìn)行選型，選用南瑞繼保的RCS-RS/SS保護(hù)，利用原保護(hù)屏位置，為了不增加屏柜，發(fā)電機(jī)保護(hù)屏組屏采用一套RCS-985RS，一套RCS-985SS，用嵌入方式安裝于一屏。

該發(fā)電機(jī)保護(hù)配置2個(gè)獨(dú)立的保護(hù)裝置RCS-985RS/SS，并且每個(gè)裝置均有獨(dú)立的出口跳閘回路。有三路非電量保護(hù)，非電量保護(hù)出口也完全獨(dú)立。RCS-985RS/SS裝置滿足滿足《二十五項(xiàng)反措》要求及改造要求。

RCS-985RS保護(hù)裝置配置的保護(hù)如下：變斜率差動保護(hù)及差動速斷保護(hù)、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)及二點(diǎn)接地保護(hù)、定子定時(shí)限、反時(shí)限負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)、非電量保護(hù)、TA斷線判別等。

RCS-985SS保護(hù)裝置配置的保護(hù)：縱向零序電壓匝間保護(hù)、工頻變化量負(fù)序方向匝間保護(hù)、負(fù)荷電壓閉鎖過流保護(hù)、定子接地保護(hù)、過電壓保護(hù)、TV斷線判別、TA斷線判別等。

新發(fā)電機(jī)保護(hù)有大容量的錄波功能?？捎涗?次故障錄波報(bào)告，每次最長時(shí)間可達(dá)15秒，滿足改造要求。裝置配有以太網(wǎng)通訊接口，支持電力行業(yè)DL/T667-1999（）IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)支持南瑞監(jiān)控后臺、可以通過監(jiān)控后臺監(jiān)控保護(hù)運(yùn)行、動作、定值、故障波形等信息。

7、#2發(fā)電機(jī)保護(hù)改造實(shí)際工程施工分析

在#2發(fā)電機(jī)保護(hù)改造中，在一次設(shè)備已經(jīng)確定的情況下進(jìn)行的，TA和TV的配置及參數(shù)相對固定，對于增加了發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)，對3TV由原來2個(gè)電壓互感器V/V接法，改為3個(gè)電壓互感器Y/Y/∠接法，同時(shí)增加一根從3TV到發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)高壓電纜。

在改造過程中其原則就是：發(fā)電機(jī)及變壓器正常運(yùn)行時(shí)，差動保護(hù)中不能有差流出現(xiàn)。

8、#2發(fā)電機(jī)改造后的效果分析

8.1保護(hù)可靠性提高。采用高性能數(shù)字信號處理器DSP芯片為基礎(chǔ)的雙CPU硬件系統(tǒng)，有效地保障裝置正確、快速、可靠的動作。

8.2提高保護(hù)靈活性

繼電保護(hù)人員在現(xiàn)場巡視及工作，可以通過對保護(hù)裝置人機(jī)界面，方便的改變保護(hù)定值、出口方式與控制特性，利用邏輯判斷實(shí)現(xiàn)各種閉鎖關(guān)系。

8.3運(yùn)行維護(hù)調(diào)試方便

因?yàn)榫邆淞己玫娜藱C(jī)界面，各種保護(hù)信息均可以查詢或打印，監(jiān)控后臺可以調(diào)用各種保護(hù)信息。為運(yùn)行及故障后處理提供依據(jù)。

9、結(jié)論

某公司#2發(fā)電機(jī)保護(hù)改造，通過對發(fā)電機(jī)保護(hù)改造工程的設(shè)備選型、保護(hù)技術(shù)方案的探討、選擇，加深了對裝置的了解。經(jīng)過安裝調(diào)試及實(shí)驗(yàn)并投入運(yùn)行。裝置運(yùn)行穩(wěn)定，滿足本廠及福建電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求，通過改造中對保護(hù)裝置的接線、調(diào)試、對保護(hù)裝置及發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)有一個(gè)清晰的認(rèn)識，為將來#1發(fā)電機(jī)保護(hù)改造提供了切實(shí)可行的技術(shù)方案和施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用.中國電力出版社，1996.1

[2]崔家佩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全裝置整定計(jì)算.1989.1

[3]RCS-985發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置技術(shù)說明書.南瑞繼保電氣有限公司，2004

作者簡介

1蔡恒（1973.6.17-）男，現(xiàn)職稱：電氣高級主管，工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng)。