发变组失灵保护的探讨及改进

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1、发变组失灵保护的探讨及改进郭斌,2(1.华南理工大学电力学院,广东广州510640;2.广州恒运集团公司,广东广州510730)摘要:对于发变组失灵保护,目前还存在模糊认识和错误认识,影响到保护的可靠性。通过对“转子两点接地”等保护量动作结果的分析,说明有些保护量没有能力启动失灵,需借助“程跳逆功率”保护启动失灵,但“程跳逆功率”保护的逻辑回路宜修改;通过对“失磁”等保护量动作结果及其保护目的的分析,说明有些保护不需启动失灵。在电流判别方面,从失磁和逆功率两种情况分析,可得出其整定计算原则;在电压判别方面,规

2、程规定的复合电压闭锁会造成失灵拒动,有两种方案可供改进。改进后的失灵保护逻辑加上明确的电流判别整定计算原则,将使发变组失灵保护更加完善可靠。关键词:失灵保护;发变组保护;电流判别;电压判别中图分类号:TM772文献标识码:A文章编号:1004-9649(2007)01-0000-000引言文献[1]提到发变组保护宜启动失灵,文献[2]进一步明确了判别元件配置和解除“复压闭锁”的要求,发变组保护装置的制造厂家基本上就按图1的逻辑框图配置发变组失灵启动[3,4]。图1发变组失灵启动逻辑框图Fig.1Logicdi

3、agramofbreakerfailureprotectionstartupforgenerator-transformerunit图1中的“保护动作”到底指哪些保护量?厂家通常没有说明,发电厂的技术人员也很少关心。但事实上,争论早已存在,如“程跳逆功率”和热工保护是否需启动失灵。在电流判别元件的整定计算方面,目前也存在盲点。另外,按图1的配置,在发变组某些需启动失灵的保护动作后,并不能解除“复压闭锁”。1“程跳逆功率”启动失灵的必要性[5]及其逻辑的改进传统观念认为,“程序跳闸”的作用是为了防止汽轮机超速[

4、6],但继电保护的其它出口方式并不能考虑防汽轮机超速的要求,所以防止汽轮机超速的任务应该由汽轮机的调节系统、保安系统和相关设备来承担,而不应该也不可能由继电保护来承担;另一方面,从机组运行的经济性和供电的可靠性分析,笔者建议汽轮机组最好不要选择“程序跳闸”,但应保留“程跳逆功率”[5]。当汽轮机本身出现故障,如振动、胀差、润滑油压低等危急保护使汽轮机危急遮断系统(ETS)动作后,“程跳逆功率”应动作于“解列灭磁”,如果断路器失灵,“程跳逆功率”还应该启动失灵,以保护汽轮机设备免受进一步损坏;当发电机出现转子两

5、点接地且断路器失灵时,需借助“程跳逆功率”启动失灵,以保护发电机免受进一步损坏。所以,“程跳逆功率”应该保留而且必须启动失灵[5]。若以主汽门的行程开关作为“程跳”5的信号,则只要主汽门关闭且断路器失灵,即使非危急情况,也会启动失灵保护。若“程跳”的信号改取ETS的动作信号,并且汽轮机事故按钮和继电保护“停机”方式的信号经ETS出口,而正常停机关调门和主汽门不经ETS,则可保证只有在汽轮机危急状态和继电保护动作的情况才会出现“程跳逆功率”,才去启动失灵。但要保证ETS出口信号能延时保持到失灵出口。改进后的“程

6、跳逆功率”逻辑框图可参考图2,整定时应注意t的延时不能过长,以1~2s为宜,过长则在转子两点接地时造成损坏扩大,或在汽轮机ETS动作后造成事故扩大。经过这样的改进后,热工保护也就不需要直接启动失灵了,满足“不得使用非电量保护作为断路器失灵保护的起动量”[2]的要求。图2“程跳逆功率”逻辑框图Fig.2Logicdiagramof“inversepowercausedbysequentialtrip”2没有能力启动失灵的保护量不要接入失灵启动回路“转子两点接地”保护需借助“程跳逆功率”启动失灵,是因为“转子两点

7、接地”保护没有能力启动失灵,原因在于保护动作于“停机”后,发电机灭磁,转子上的直流电压消失而感应了交流电压,“转子两点接地”保护在失灵保护延时出口前已返回,所以“转子两点接地”保护没有能力启动失灵。从减少失灵误动的要求出发,没有能力启动失灵的保护就不应该接入失灵启动回路。发变组保护量中还有其它没能力启动失灵的保护量,如“过电压”、“过励磁”和“励磁绕组过负荷”等。“过电压”、“过励磁”和“励磁绕组过负荷”等保护若选择动作于“解列灭磁”,如果断路器失灵,则发电机进入了失磁状态运行,保护对应的异常现象消失,保护在

8、失灵延时出口前返回,所以保护启动不了失灵。事实上,此时并不是设备绝缘损坏,所以不启动失灵也不会造成设备的进一步损坏。因此,“过电压”、“过励磁”和“励磁绕组过负荷”等保护不应该接入失灵启动。当然,若这些保护选择动作于“程序跳闸”,则“程跳逆功率”会启动失灵,因异常状态而启动失灵,从而扩大停电范围,这是不值得的,也正是笔者建议取消汽轮发电机组“程序跳闸”的原因之一[5]。这些保护动作后,发电机失磁,要

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