潿11-4A平臺透平發(fā)電機(jī)綜合保護(hù)器改造

李 瑞

（中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057）

引言

潿洲WZ11-4A平臺中壓AC6.3 kV電力系統(tǒng)共有3臺透平發(fā)電機(jī)組模塊，每臺功率為3 040 kW，現(xiàn)為兩用一備，目前采用的綜合保護(hù)繼電器MULTI RELAY為東芝TOSHIBA CORPORATION的MCR21-C25H11E，主要作用為電流監(jiān)視、斷路器合閘分閘指示、斷路器合閘分閘操作、合閘線圈失靈監(jiān)測、蜂鳴器報警。其他的保護(hù)主要由安裝在控制盤內(nèi)的專用繼電器裝置實現(xiàn)，目前安裝在發(fā)電機(jī)盤GENERATOR PANEL的主要保護(hù)有：長延時/瞬時、短延時過電流保護(hù)，過電壓、欠電壓保護(hù)，不平衡/逆相序保護(hù)，逆功率、差動保護(hù)，優(yōu)先脫扣十種繼電保護(hù)。目前該套配電柜已經(jīng)使用20年；在正常生產(chǎn)過程當(dāng)中，已經(jīng)多次出現(xiàn)過因保護(hù)繼電器不動作導(dǎo)致生產(chǎn)的關(guān)停故障，繼電保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)不能保證供電設(shè)備正常使用[1]。

1 改造原因

通過對透平發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的綜合分析，對其進(jìn)行改造的原因有以下幾個方面：

1）繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)已經(jīng)處于停產(chǎn)換代階段，購買備件困難。

2）多個保護(hù)繼電器同時工作，增加了系統(tǒng)的故障點；從保護(hù)繼電器開始動作，最多要經(jīng)過5個中間繼電器才會作用到跳閘回路,大大增加了故障概率。

3）保護(hù)繼電器動作后，自動復(fù)位，無法查看是什么故障引起的跳閘，也就增加了分析故障的難度。

4)在年度電氣校驗時，往往存在一臺或幾臺設(shè)備同時出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，同時更換費工費時。

5）繼電器保護(hù)精度和速度低于電子綜合保護(hù)器（以下簡稱綜保）。

6）一套設(shè)備由多個保護(hù)繼電器共同作用，員工在調(diào)試和修改參數(shù)時需要熟悉每個繼電器的操作和原理，無形中增加了使用難度。

基于以上保護(hù)繼電器的局限性，電子綜合保護(hù)器已經(jīng)是大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)和電氣工程企業(yè)的首選，并且配電系統(tǒng)已經(jīng)完成了由保護(hù)繼電器向電子綜保的過度，綜保的性能已經(jīng)非常成熟，功能也日趨完善；本次改造計劃使用GE公司專用發(fā)電機(jī)綜合保護(hù)器替代上表中所列的所有保護(hù)功能，新的綜保除滿足以上保護(hù)繼電器所具有的功能外還具有多種電流、電壓、頻率保護(hù)功能，以及顯示和計量功能。改造完畢后可根據(jù)需要投入保護(hù)[2]。

2 施工前準(zhǔn)備

1）與原有繼電保護(hù)系統(tǒng)功能作比較，并參考原保護(hù)參數(shù)對綜合保護(hù)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。綜合保護(hù)器參數(shù)設(shè)定中去掉了短延時過電流保護(hù)，不平衡保護(hù)更改為對發(fā)電機(jī)保護(hù)更直接的負(fù)序電流保護(hù)。

2）對綜合保護(hù)器的性能進(jìn)行校驗，確保綜合保護(hù)器的功能正常，保護(hù)動作滿足發(fā)電機(jī)保護(hù)的要求。

3）施工圖紙和原有圖紙進(jìn)校對，確定改造方案，確定工作內(nèi)容中保留部分、拆除部分和修改部分。本次改造保留的部分是發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓達(dá)到額定電壓75%以上時才允許發(fā)電機(jī)VCB合閘的功能。拆除的部分包括長延時/瞬時過流繼電器、短延時間過流繼電器、過電壓繼電器，差動保護(hù)繼電器、不平衡/逆相序保護(hù)繼電器、優(yōu)先脫扣繼電器。修改的部分包括原繼電保護(hù)系統(tǒng)長延時/瞬時及差動保護(hù)用于控制其他設(shè)備的觸點由綜合保護(hù)器的輸出繼電器控制。

4）查閱圖紙確定測試時需要旁通的信號以及旁通方法。測試時需要旁通的信號包括三臺透平發(fā)電機(jī)并列運行時與400 V系統(tǒng)母聯(lián)斷路器的聯(lián)鎖以及優(yōu)先脫扣信號。

3 更換步驟和方法

1）根據(jù)改造內(nèi)容，拆除不需要的繼電保護(hù)元器件及控制回路。在拆除時，與其他回路有聯(lián)系的回路要做好記錄。確保拆除時有用的線路不會被拆除。

2）線路的回接，按照改造后的原理圖進(jìn)行電路的回接。仔細(xì)核對接線，確保接線正確。

3）功能測試。合上控制回路電源，測試各保護(hù)功能及外電路是否正常。起動透平發(fā)電機(jī)測試電壓、電流、功率顯示是否正常。

4 改造過程中控制電路的變更

1）用于繼電保護(hù)用的電流繼電器線路都已拆除，電流互感器用導(dǎo)線短接。

2）不用的繼電器線路拆除，功能由綜合保護(hù)器實現(xiàn)，如圖1所示。

3）VCB控制柜上的分合閘功能是在測試位置時，通過多功能繼電器上的ON、OFF按鈕操作實現(xiàn)的。更換綜合保護(hù)器后，該處的分合閘功能拆除。

圖1 改造施工圖

5 升級改造成效

經(jīng)過對透平發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的改造，所有的保護(hù)集中于綜合保護(hù)器，保護(hù)集成度的提高，使控制回路簡潔明了，降低了控制回路的故障率，減少了發(fā)電機(jī)保護(hù)年度校驗的工作量。

故障記錄可以為故障分析提供依據(jù)，提高了故障排除的效率。

6 結(jié)語

此次透平發(fā)電機(jī)B機(jī)綜合保護(hù)器改造成功，與前期充足的準(zhǔn)備分不開，在開工前就施工方案進(jìn)行了詳細(xì)的討論，認(rèn)真分析保留、拆除和修改的內(nèi)容以及具體的實施方法。在充分準(zhǔn)備的前提下，改造工作保證了生產(chǎn)順利完成[3]。