哈三電廠200MW發(fā)變組微機(jī)保護(hù)改造設(shè)計(jì)的探討

摘 要：以華電能源哈爾濱第三發(fā)電廠200MW #1、#2機(jī)組發(fā)變組保護(hù)改造為例，將發(fā)變組保護(hù)由整流型保護(hù)更換為微機(jī)保護(hù)，對(duì)保護(hù)的配置、出口方式的設(shè)計(jì)等問(wèn)題進(jìn)行了闡述，分析了原有保護(hù)回路存在的缺陷，提出了增設(shè)了220kv母聯(lián)開(kāi)關(guān)帶送發(fā)變組運(yùn)行方式下，發(fā)變組保護(hù)直接跳220kv母聯(lián)開(kāi)關(guān)回路等解決方法。

關(guān)鍵詞：發(fā)變組保護(hù)；改造；設(shè)計(jì)

引言

哈三電廠200MW #1、#2機(jī)組基建投產(chǎn)時(shí)發(fā)變組保護(hù)為老式整流型和電磁型保護(hù)，整流型元件保護(hù)原理復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，運(yùn)行狀況不穩(wěn)定、日常維護(hù)量大。保護(hù)裝置沒(méi)有自檢和參數(shù)在線監(jiān)測(cè)功能。隨著電力系統(tǒng)科技水平的提高，此裝置的技術(shù)性能、可靠性，都不能滿(mǎn)足新的安全性評(píng)價(jià)及《二十五項(xiàng)反措繼電保護(hù)實(shí)措細(xì)則》中關(guān)于發(fā)變組保護(hù)雙重化配置等較高要求。為保障發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，將#1、#2發(fā)變組保護(hù)更換為國(guó)電南自股份公司的DGT-801B型微機(jī)保護(hù)。保護(hù)和出口配置均依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》、《二十五項(xiàng)反措繼電保護(hù)實(shí)措細(xì)則》中的規(guī)定和要求進(jìn)行。

1 保護(hù)組屏及配置方案

改造后#1、#2發(fā)變組微機(jī)保護(hù)均由三個(gè)柜組成，A、B柜為電氣量保護(hù)，C柜為非電氣量保護(hù)。A、B柜電氣量保護(hù)實(shí)現(xiàn)了雙重化配置且分別獨(dú)立，新增了主變差動(dòng)等保護(hù)。

1.1 發(fā)變組保護(hù)A、B柜具體保護(hù)配置

發(fā)電機(jī)差動(dòng)、主變差動(dòng)、高廠變差動(dòng)、發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)、定子接地、轉(zhuǎn)子一兩點(diǎn)接地、發(fā)電機(jī)過(guò)激磁、轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷、發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁、發(fā)電機(jī)逆功率、電壓斷相閉鎖、發(fā)電機(jī)低電壓閉鎖過(guò)電流、、發(fā)變組差動(dòng)、對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷、負(fù)序過(guò)電流、發(fā)電機(jī)過(guò)電壓和低電壓、出口斷路器非全相、出口斷路器失靈、主變零序電流、主變間隙零序電壓、主變間隙零序電流、高廠變高壓側(cè)電壓閉鎖過(guò)流、高廠變低壓側(cè)分支過(guò)流和速斷、主變通風(fēng)啟動(dòng)、高廠變通風(fēng)啟動(dòng)

1.2 發(fā)變組保護(hù)C柜保護(hù)配置

主變重瓦斯、主變輕瓦斯、高廠變重瓦斯、高廠變輕瓦斯、主變冷卻器全停、失磁聯(lián)跳、發(fā)電機(jī)定子斷水、熱工保護(hù)跳發(fā)電機(jī)、主變壓力釋放、高廠變壓力釋放、主變油溫、高廠變油溫

2 保護(hù)系統(tǒng)出口方式設(shè)計(jì)方案

2.1 兩套電氣量保護(hù)出口方式設(shè)置

斷開(kāi)發(fā)變組出口斷路器，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)、跳高廠變低壓側(cè)分支開(kāi)關(guān)、失磁動(dòng)作切換廠用電、失磁動(dòng)作減出力、關(guān)閉主汽門(mén)、停爐、起動(dòng)失靈保護(hù)、跳母聯(lián)斷路器、跳備勵(lì)、啟動(dòng)備自投等。其中，差動(dòng)、定子95%接地、轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地、重瓦斯、主變電壓電流保護(hù)作用于全停，其它后備保護(hù)動(dòng)作采用解列、解列滅磁、程序跳閘、減出力、減勵(lì)磁、切換廠用電、發(fā)信號(hào)等不同的出口方式。

2.2 非電氣量保護(hù)出口方式設(shè)置

斷開(kāi)發(fā)變組出口斷路器，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)、跳高廠變低壓側(cè)分支開(kāi)關(guān)、關(guān)閉主汽門(mén)、停爐、跳母聯(lián)斷路器、跳備勵(lì)、啟動(dòng)備自投等。

出口方式說(shuō)明如下：（1）新增母聯(lián)帶送發(fā)變組方式跳母聯(lián)出口回路，具體情況等將在“三”中詳細(xì)說(shuō)明。（2）新增主保護(hù)至備自投的快切啟動(dòng)出口兩路。確保機(jī)組跳閘后廠用電的快速切換。（3）按反措要求，新增與一期220kV母差保護(hù)配合的失靈解除母差電壓閉鎖出口和失靈啟動(dòng)母差保護(hù)出口。在失靈保護(hù)啟動(dòng)母差保護(hù)同時(shí)發(fā)跳汽機(jī)和鍋爐命令。（4）轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作后直接啟動(dòng)投入轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)，并發(fā)信號(hào)。（5）非電量保護(hù)不啟動(dòng)失靈保護(hù)，并設(shè)單獨(dú)的非電量出口矩陣。（6）新增發(fā)變組保護(hù)跳備勵(lì)出口，新增發(fā)電機(jī)低電壓?jiǎn)?dòng)備用勵(lì)磁機(jī)出口。將低電壓?jiǎn)?dòng)備勵(lì)、主變通風(fēng)啟動(dòng)、高廠變通風(fēng)啟動(dòng)做入出口矩陣。

3 增設(shè)特殊運(yùn)行方式下，#1#2發(fā)變組保護(hù)直接跳母聯(lián)開(kāi)關(guān)回路

改進(jìn)原因：（以#2機(jī)為例）

當(dāng)我廠#2機(jī)出口2202斷路器在運(yùn)行中由于機(jī)構(gòu)泄壓造成斷路器禁止跳閘或禁止操作時(shí)，按照調(diào)度規(guī)程，應(yīng)當(dāng)將#2機(jī)2202斷路器所在南母線上的其他設(shè)備斷路器倒至北母線上運(yùn)行，#2機(jī)2202斷路器單獨(dú)送至南母線，通過(guò)母聯(lián)斷路器與北母線相連，220KV母差保護(hù)投無(wú)選擇性刀閘，此時(shí)，由于所有發(fā)變組保護(hù)啟動(dòng)跳閘出口STJ繼電器的回路均已被壓力降低禁止跳閘2YJJ或壓力降低禁止操作3YJJ繼電器的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，造成2202斷路器已經(jīng)是死開(kāi)關(guān)，如果#2發(fā)變組發(fā)生故障，只能通過(guò)發(fā)變組斷路器失靈保護(hù)去跳母聯(lián)斷路器將#2機(jī)組解列，但這種狀況下，發(fā)變組斷路器失靈保護(hù)去跳母聯(lián)斷路器回路在某些運(yùn)行方式下存在以下幾種嚴(yán)重缺陷：

（1）發(fā)變組斷路器失靈保護(hù)中串有相電流閉鎖判據(jù)LJA、LJB、LJC繼電器接點(diǎn)，如果機(jī)組帶18萬(wàn)千瓦負(fù)荷以下，當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)定子過(guò)電壓、主變瓦斯、高廠變瓦斯、主變冷卻器全停、發(fā)電機(jī)定子斷水等非短路性質(zhì)故障或非電氣量保護(hù)動(dòng)作，或處于小電流接地方式的發(fā)電機(jī)發(fā)生定子單相接地故障，或發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障等情況，反映到主變高壓側(cè)的電流不會(huì)有太大的變化，LJA、LJB、LJC繼電器不會(huì)勵(lì)磁。發(fā)變組斷路器失靈保護(hù)不會(huì)啟動(dòng)去跳母聯(lián)斷路器將故障機(jī)組斷開(kāi)，這對(duì)機(jī)組的安全而言是相當(dāng)危險(xiǎn)的。

（2）在發(fā)變組通過(guò)母聯(lián)開(kāi)關(guān)送電的特殊運(yùn)行方式下，如果由于檢修泄壓故障時(shí)誤碰機(jī)構(gòu)的原因或其他意外的原因造成2202斷路器非全相，即便#2發(fā)電機(jī)非全相保護(hù)動(dòng)作，也只能通過(guò)啟動(dòng)跳閘出口STJ繼電器發(fā)跳令，但是由于啟動(dòng)STJ回路已經(jīng)被壓力降低禁止跳閘2YJJ或壓力降低禁止操作3YJJ繼電器的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，2202斷路器已經(jīng)是死開(kāi)關(guān)，這時(shí)，雖然母聯(lián)CT二次會(huì)有零序電流產(chǎn)生，但母聯(lián)斷路器自身仍舊是三相運(yùn)行，它沒(méi)有發(fā)生非全相，不會(huì)啟動(dòng)三相位置不一致繼電器ZWJ，由于母聯(lián)ZWJ接點(diǎn)與LJ0接點(diǎn)串接去啟動(dòng)母聯(lián)非全相保護(hù)，使得母聯(lián)斷路器自身非全相保護(hù)根本不會(huì)動(dòng)作，只能由網(wǎng)控運(yùn)行人員手拉母聯(lián)斷路器來(lái)消除機(jī)組的非全相故障。如果單控、網(wǎng)控由于處理事故不當(dāng)或聯(lián)絡(luò)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將造成#2機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間非全相運(yùn)行，產(chǎn)生較大的負(fù)序電流，將會(huì)燒損發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。

綜上所述，在這種特殊運(yùn)行方式下的保護(hù)回路，當(dāng)機(jī)組真正發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)根本滿(mǎn)足不了能夠可靠與快速動(dòng)作的要求，如果發(fā)生保護(hù)拒動(dòng)或經(jīng)較長(zhǎng)的延時(shí)動(dòng)作，都將對(duì)發(fā)電機(jī)組的設(shè)備安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。針對(duì)上述運(yùn)行方式下保護(hù)存在的缺陷，提出如下改進(jìn)回路：

當(dāng)#1、#2機(jī)組發(fā)變組出口2201或2202斷路器由于壓力異常不能進(jìn)行任何操作，且空出一條220kV母線由母聯(lián)斷路器和發(fā)變組出口斷路器串聯(lián)進(jìn)行送電時(shí)，220kV繼自裝置規(guī)程要求發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作應(yīng)直接作用于跳母聯(lián)斷路器。為此，在操作屏上設(shè)置這種特殊運(yùn)行方式下的一個(gè)出口跳母聯(lián)壓板，兩套電氣量保護(hù)和非電氣量保護(hù)動(dòng)作后再通過(guò)操作屏上壓板出口，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)解除這個(gè)壓板，母聯(lián)斷路器帶送機(jī)組時(shí)投入這個(gè)壓板。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)#1、#2機(jī)組發(fā)變組微機(jī)保護(hù)改造，一改原有設(shè)備的技術(shù)落后、性能低下、可靠性差、維護(hù)量大等一系列缺點(diǎn)，大大增加了科技進(jìn)步含量，提高了自動(dòng)化運(yùn)行水平，為#1、#2機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有利的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[Z].

[2]繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程[S].

[3]防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五條重點(diǎn)要求繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則[S].

[4]國(guó)電南自.DGT-801B微機(jī)發(fā)變組保護(hù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)[Z].