淺談發(fā)電機(jī)短路試驗中繼電保護(hù)的問題_林潔偉

1、企業(yè)技術(shù)開發(fā)2011年5月摘要:文章通過分析說明在發(fā)電機(jī)短路試驗過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險和應(yīng)對措施,并結(jié)合筆者親自負(fù)責(zé)的一次檢修后發(fā)電機(jī)啟動過程中短路試驗中遇到的關(guān)于試驗過程中差動保護(hù)和過流保護(hù)相繼失效后,靈活妙用剩余單側(cè)電流將差動保護(hù)做為發(fā)電機(jī)過流保護(hù)的方法,值得借鑒。關(guān)鍵詞:發(fā)電機(jī);短路試驗;繼電保護(hù);過流中圖分類號:TM406文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8937(201109-0048-02Brief discussion on the relay protection problems in the test of generator short circuitLIN Jie-wei

2、(Commissioning Institute of Guangdong Power Engineering Corporation ,Guangzhou ,Guangdong 510730,China Abstract:This paper analyzed the risk and possible measures in the process of the generators short-circuitcharacteristics test ,com-bined with the author responsible once after repair generators du

3、ring the start-up process encountered short-circuitcharacteristics test about the experiment process differential and overcurrentprotection successively expires ,flexible unilateral current differential protec-tion remaining as generators over-current protection method ,is worth using for reference.

4、Keywords :generators ;short-circuit test ;relay protection ;overcurrent淺談發(fā)電機(jī)短路試驗中繼電保護(hù)的問題林潔偉(廣東火電工程總公司調(diào)試所,廣東廣州510730 收稿日期:2011-03-10作者簡介:林潔偉(1979,男,廣東揭陽人,大學(xué)本科,電氣工程師,主要從事發(fā)變電調(diào)試工作。企業(yè)技術(shù)開發(fā)TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE 2011年5月M ay 2011第30卷第9期Vol.30No.91發(fā)電機(jī)短路試驗概述發(fā)電機(jī)短路實(shí)驗的目的是為了檢查三相電流的對稱性,試驗不僅可以測得短路特

5、性曲線,同時也可以用它來判斷轉(zhuǎn)子及定子繞組有無匝間短路等相關(guān)部件故障,對發(fā)電機(jī)電氣性能意義重大,新投產(chǎn)機(jī)組出廠、安裝調(diào)試后投產(chǎn)以及機(jī)組大修后都會進(jìn)行此項試驗。短路試驗時,采用特制的短路板在發(fā)電機(jī)出口母排上跨接短路,手動調(diào)節(jié)勵磁,升高發(fā)電機(jī)電流到額定電流,測錄上升下降過程中發(fā)電機(jī)電流與勵磁電流之間的特性曲線。此時發(fā)電機(jī)實(shí)際上已經(jīng)處于最嚴(yán)重的三相短路,對繼電保護(hù)來說,此時發(fā)電機(jī)的其他接地、短路故障情況都不會超過三相短路,那么,對于此時的發(fā)電機(jī)來說,風(fēng)險是否可控了呢?其實(shí)不然,這個時候可能影響發(fā)電機(jī)安全的是勵磁系統(tǒng),一旦勵磁系統(tǒng)失控,將引起發(fā)電機(jī)過流,因為發(fā)電機(jī)機(jī)端已短路,如果試驗時勵磁系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

6、有誤,或者誤操作使用了自動勵磁,短路試驗時機(jī)端無電壓,電壓閉環(huán)條件,勵磁系統(tǒng)會一直加勵磁,發(fā)電機(jī)電流將一直上升,此時如果沒有對應(yīng)的電流保護(hù),及時動作跳開滅磁開關(guān),將會引起嚴(yán)重的設(shè)備事故造成重大經(jīng)濟(jì)損失,所以在差動保護(hù)退出或者失效情況下,必須至少保留過流保護(hù)為后備,并適應(yīng)修改過流保護(hù)定值以提高靈敏度,本文以筆者負(fù)責(zé)的一次發(fā)電機(jī)短路試驗為例,說明在試驗過程中遇到的關(guān)于保護(hù)的問題和解決方法,值得借鑒。2工程實(shí)例中問題和解決方法廣東某600MW 國產(chǎn)超臨界燃煤電廠采用上海電氣的汽輪發(fā)電機(jī),設(shè)出口SF6斷路器,配置的勵磁系統(tǒng)為ABB 的UNTROL5000系列成套靜態(tài)自并勵系統(tǒng),發(fā)電機(jī)保護(hù)為GE 公司的

7、G60保護(hù)裝置,雙重配置,保護(hù)配置和機(jī)組部分主接線如圖1所示。圖1主接線及保護(hù)配置第30卷第9期(上接第47頁補(bǔ)償功能、能源調(diào)度、指令等特殊功能。錄像監(jiān)視采用四路光端機(jī)傳輸,并通過四路硬盤錄像機(jī)顯示并做圖像記錄。采用光釬對數(shù)據(jù)和視頻進(jìn)行傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)有:速度快、損耗低、抗干擾能力強(qiáng)、視頻保真度高、工作性能可靠、價格低。采用DCS分散控制系統(tǒng)改造后,較好地實(shí)現(xiàn)了參數(shù)顯示,趨勢記錄、報警、自動控制等多項功能,采用顯示器/鼠標(biāo)或鍵盤操作方式,取消絕大部分常規(guī)顯示儀表和手操設(shè)備,增加了協(xié)調(diào)控制、順序控制等功能,提高了鍋爐控制的自動化程度,大大降低了運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度。又由于其突出的可擴(kuò)容、可編程特性,為集

8、團(tuán)公司后續(xù)的項目完成創(chuàng)造了良好的硬件基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn):1林廣宏.EPON技術(shù)及應(yīng)用淺析J.網(wǎng)絡(luò)與通信,2008,(2.2王平.基于PON的FTTH線路設(shè)計方案J.通信世界網(wǎng),2007,(1.短路試驗時,從6kV配電室臨時開關(guān)引一路臨時電流到勵磁變壓器高壓側(cè),修改UNTROL5000勵磁調(diào)節(jié)器方式和參數(shù),將手動勵磁的下限給定值改為0,將自動勵磁的上下限給定參數(shù)改為0,用手動方式升降勵磁進(jìn)行短路試驗。從保護(hù)配置上看,發(fā)電機(jī)差動保護(hù)使用了發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)1LH、2LH,和機(jī)端斷路器后的10LH、11LH,而10LH和11LH不在本次短路試驗范圍內(nèi),短路試驗時無電流,所以保護(hù)裝置相當(dāng)于退出這兩組CT所對應(yīng)

9、的保護(hù)功能,包括差動、失步、復(fù)壓過流、斷路器失靈等,1LH、2LH參與的保護(hù)有差動、定子過負(fù)荷、轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷、失磁、突加電壓、逆功率等。由于此時發(fā)電機(jī)已經(jīng)三相短路,所以發(fā)電機(jī)如果退出差動保護(hù),至少必須保留過流保護(hù)作為后備保護(hù),而過流保護(hù)使用的是10LH、11LH,檢查保護(hù)邏輯發(fā)現(xiàn), 1LH、2LH用于定子繞組過負(fù)荷保護(hù),該過負(fù)荷保護(hù)分定時限部分和反時限部分,定時限部分的動作出口方式為減出力,對發(fā)電機(jī)過流無法起保護(hù)作用,而反時限部分,按所整定的反時限曲線,4倍額定電流的動作時間為1.2 s,2.0倍額定動作時間為4.4s左右,無法滿足保護(hù)過流的功能。在避免保護(hù)裝置邏輯和定值大面積修改的原則下,

10、試驗人員經(jīng)現(xiàn)場研究后決定,不退出差動保護(hù),將差動保護(hù)啟動值改為1.2倍額定電流,作為過流保護(hù)一樣的功能來使用;發(fā)電機(jī)額定電流為0.77pu,拐點(diǎn)為1.2pu,比率制動比率為20%,原啟動值為0.15pu,整定為0.77×1.2=0.924pu,其他參數(shù)則不做改動。下面分析差動保護(hù)用做過流保護(hù)的可行性。G60保護(hù)裝置的差動保護(hù)為為比率制動式差動保護(hù),I d=I1-I2,Ir=max(I1,I2,動作特性如圖2所示。其中斜率1:20%,拐點(diǎn)1:1.2pu=6A;斜率2:50%,拐點(diǎn)2:4.6pu=23A。啟動值Id0由0.15pu改為0.924pu。由于斷路器后的兩組CT,10LH、11

11、LH在短路試驗范圍外,所以I1=0,I2=I,差動電流I d=I2-I1=I,制動電流I r= max(I1,I2=I,所以實(shí)際差動電流曲線為通過原點(diǎn)坐標(biāo),圖2G60比率制動曲線動作區(qū)Id0Ir1Ir2Ir Id斜率為45度的直線,由上圖可知,當(dāng)實(shí)際差動電流達(dá)到啟動值之后,落在差動特性動作區(qū)內(nèi),此時相當(dāng)于以啟動值為定值,動作時限為0的快速過流保護(hù),在升流降流都過程中,沒有產(chǎn)生類似于勵磁涌流之類電流突變,故不需要考慮躲過涌流的情況,因此在發(fā)電機(jī)發(fā)生過流時,單側(cè)電流組成的差動保護(hù)仍然可以及時可靠的動作。3建議及改進(jìn)本次短路試驗實(shí)例,主要在于接線上選擇了出口斷路器方式,保護(hù)配置中對CT的應(yīng)用上存在問題,沒有考慮到短路試驗這種情況,將過流保護(hù)配置到發(fā)電機(jī)出口斷路器后的CT上,造成差動保護(hù)失去功能后過流保護(hù)也無法實(shí)現(xiàn),應(yīng)修