北京四方发变组保护在马来西亚地区的应用

北京四方发变组保护在马来西亚地区的应用

白广银

(北京四方继保工程技术有限公司北京100089)

关键词：继电保护；发电机；主变压器；巴林基安燃煤电厂

1、概述

马来西亚巴林基安（BALINGIAN）2×300MW燃煤电厂项目位于马来西亚东，距离最近主要城市诗巫约120公里，是东马地区最大的两台发电厂。项目开工日为2014年11月28日,于2019年1月28日并网发电成功，机组各项技术指标优良，设备运行平稳。在调试期间保护多次正确动作，为机组的安全试运提供了可靠的保障。为了提高可靠性、便于维修和保护双重化的要求，电气量保护分成2个独立的系统配置。

3、保护配置

巴林基安燃煤电厂1#、2#机组发电容量为300MW,按规程主后备保护完全双重化配置。发变组及高厂变保护共设五面柜，其中A、B柜配置两套完整的发电机保护，C、D柜配置两套完整的主变压器和高压厂用变的主、后备保护；保护E柜配置非电量保护。屏内包括发电机-变压器组微机保护装置、出口跳闸回路、监视信号和与电站计算机监控系统通信等全部功能及相应的硬件设备。2台机组保护和控制设备配置相同。

3.1发电机保护

发电机保护由四方公司的CSC-300保护装置实现，保护屏A设置1台CSC-300F保护装置，保护屏B设置1台CSC-306D保护装置。因需要在一套保护中增加注入式定子接地保护，故两套保护使用的装置略有差异。

（1）发电机纵联差动保护：本保护作为发电机内部短路的主保护，能准确、快速、可靠地切除发电机定子绕组及其引出线上的相间短路故障。保护动作于全停。

（2）定子接地保护

①100%定子接地保护：由基波零序电压和三次谐波电压构成。基波零序电压取自发电机定子中性点配电变压器，实现90%的定子接地保护。三次谐波电压取自机端PT和中性点配电变压器，由装置计算出三次谐波零序电压，构成100%定子接地保护。保护动作于全停。

②注入式定子接地保护：注入式定子接地保护又称外加20Hz低频交流电源型定子接地保护，可以保护发电机100％定子绕组、主变低压侧以及高厂变高压侧范围内的单相接地故障，且不受发电机运行工况的影响。目前国外产品应用经验较多，国内产品较少。该保护需要一次设备中性点安装配电变压器，配电变压器二次接小电阻。保护动作于全停。

（3）发电机定子匝间保护：保护发电机内部匝间、相间故障。保护动作于全停。

（4）发电机过负荷保护：由定时限和反时限两部分组成，定时限部分经延时动作于信号也可动作于减出力。反时限部分动作于全停。

（5）过电压保护:作为发电机定子过电压保护。保护动作于解列灭磁和程跳。

（6）转子接地保护

①转子一点接地保护：转子一点接地保护反应转子对大轴绝缘电阻的下降。采用“乒乓式”变电桥原理，与接地点的位置和励磁电压大小无关，在转子绕组任何地点发生接地故障时，均具有很高的灵敏度。注意事项：1,只能同时投入一套保护，因此在设计双重化的机组保护时注意在转子接地保护回路串入切换开关；2，按照《GB14285》6.1.2的规定：二次回路的工作电压不宜超过250V，最高不应超过500V，机组的额定励磁电压不宜超过330V；3，无刷励磁机如果主励磁绕组无引出，则无法配置转子接地保护。

②转子两点接地保护：发电机转子一点接地后，励磁磁场并未受到影响，可安排转移负荷，使发电机平稳停机，然后检修。但如果发电机转子一点接地后，还未来得及停机，又发生另一点接地，此时励磁磁场将发生变化。

对于100MW及以上等级的发电机，转子一点接地后立即停机检查故障。

（7）逆功率保护：作为发电机变为电动机运行的保护。逆功率保护设有一段两时限，短延时发信，长延时跳闸。保护动作于解列。

（8）程序跳闸逆功率保护：程序跳闸专用，用于确认主汽门完全关闭，经主汽门接点闭锁，保护动作于全停。

（9）发电机频率异常保护：发电机并网运行时，如发生频率异常，将对机组尤其是叶片产生不可逆的损害。频率异常保护受发电机电流闭锁。保护动作于程跳。

（10）发电机误上电保护：作为发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作的保护。误上电保护在发电机解列后自动投入运行，并网后自动退出。保护动作于全停。

（11）发电机复合低电压过流（记忆）保护：该保护反映发电机电压、负序电压和电流大小。主要应用于自并励发电机。保护动作于全停。

（12）发电机断路器失灵保护：保护作为故障情况下要求断开断路器而断路器拒动时的保护。保护动作于全停。

（13）发电机电超速保护：当发电机机组在较大负荷运行时，由于各种原因突然甩负荷，有可能造成原动机超速。因此，需要告知DCS系统，由DCS系统进入紧急处理程序，以防止机组原动机超速。

（14）发电机启停机保护：由断路器辅助触点和低频继电器的输出触点控制，作为低频工况下的辅助保护，在正常工频运行时应退出。

（15）正向低功率保护：由正向低功率继电器和PT断线闭锁元件组成，保护经时限动作于启动逆功率保护。保护动作于程跳。

（16）失磁保护：作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护，外部短路、系统振荡时，失磁保护不误动。保护动作于解列和减出力。

（17）失步保护:作为发电机因轴负荷过大、电压过低或其他故障而引起的机组失步保护。保护除不可恢复的功率震荡外，在任何其他故障及可恢复的功率振荡情况下均不误动。保护动作于解列。

（18）过励磁保护：用于防止机组因铁芯饱和时发生过热而设置的保护，该保护由定时限过励磁保护和反时限过励磁保护组成。保护动作于解列灭磁和程跳。

3.2主变保护

A套保护由1台变压器保护CSC-316MG实现。B套保护与A套保护配置相同。

（1）主变压器纵联差动保护：保护范围为主变压器本体、主变低压侧至高厂变引出线、主变压器低压侧至GCB下口、275kv出线。保护动作于全停。

（2）主变压器复合电压启动过电流保护：作为主变压器及其低压侧连接设备的后备保护。保护动作于全停。

（3）主变压器高压侧零序差动保护：零差保护用于检测变压器中性点直接接地接地或经接地变/电抗器接地的接地故障，应用此功能的前提是，CT应安装在中性点，保护动作于全停。

（4）变压器本体保护:微机型非电量保护装置应包括开入、跳闸、闭锁等逻辑回路。保护动作于信号或跳闸。

3.3动作规定

根据国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T14285-2006规定：

上述各项保护，宜根据故障和异常运行状态的性质及动力系统具体条件，分别动作于：

a.停机断开发电机断路器、灭磁，对汽轮发电机，还要关闭主汽门；对水轮发电机还要关闭导水翼；

作用：使机组失去原动力，停止励磁并和系统解列。

b.解列灭磁断开发电机断路器、灭磁，汽轮机甩负荷；

作用：使机组与系统解列并停止励磁。

c.解列断开发电机断路器，汽轮机甩负荷；

作用：使机组与系统解列。

d.减出力将原动机出力减到给定值；

作用：将发电机出力减至给定值。

e.程序跳闸对汽轮发电机首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳发电机断路器并灭磁。对水轮发电机，首先将导水翼关到空载位置，再跳开发电机断路器并灭磁；

作用：将原动机中剩余能量消耗完毕，刚刚有一点逆功率时与系统解列。

f.减励磁将发电机励磁电流减至给定值；

作用:将励磁减至给定值。

g.信号发出声光信号。

作用：提醒运行人员。

4、调试及试运行中发现的问题及解决方法

4.1非电量装置外部长期强电开入应注意的问题

当外部有长期强电开入（如主气门关闭、灭磁联跳等）时，一定要注意不能将保护装置内部电源插件上的开关断开，只能通过空开来分合，上电时一定要检查电源块上的开关是否已打开，否则将烧毁插件。

4.2失步保护试验时需要注意的问题

a）做试验时设置的穿越每个区的时间不能超过1秒，否则程序清零。

b）如果失步保护只发信而不出口，此时需要调整最后状态的阻值，只有在两侧电动势相位差小于90度时才发跳闸脉冲。

4.3误上电保护试验时需要注意问题

必须加断路器位置接点开入

5、结语

四方公司发电机-变压器组保护为发电机的运行提供了完备的保护功能,动作可靠，同时该保护还提供了其他强大的辅助功能，如故障录波储存容量达4Mbyte，且掉电不丢失；事件记录可记录1024个事件，分辨率1ms,为事故的分析提供了有利的依据。

参考文献：

[1]《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T14285-2006

[2]《发电机变压器继电保护应用》中国电力出版社王维俭

[3]《大型发电机组继电保护整定计算与运行技术》中国电力出版社高春如