摘要：发电机是电力系统中重要的组成部分。为了更好的保障发电机的正常运行，发电机均配置了较多的继电保护功能，发电机断路器跳闸回路监视功能就是保护之一。经过长期的现场实践和探究，本文针对发电机断路器的跳闸回路监视保护功能的相关内容进行了逻辑优化，改进后不但保留原有对于发电机的保护功能，同时降低了发电机停机造成的失电影响。
关键词：发电机；继电保护；跳闸回路监视；逻辑优化
Abstract: Generator is an important part of power system. In order to better guarantee the normal operation of generators, generators are equipped with more relay protection functions. The monitoring function of generator circuit breaker trip circuit is one of the protection functions. After long-term field practice and exploration, the relevant contents of the monitoring and protection function of the trip circuit for the generator circuit breaker the generator are optimized logically. After the improvement, not only the original protection function for the generator is retained, but also the impact of power loss caused by generator shutdown is reduced.
Key words: generator; relay protection; trip circuit monitoring; logic optimization.
0 引言
发电机组通常采用的继电保护装置可以实时检测发电机组的各项运行参数，一旦检测到发电机存在异常，可立即发出发电机出口断路器的跳闸指令，为保证断路器可靠动作，通常会设置断路器控制回路断线监视回路[1]，由GE公司生产的G60继电保护装置具备发电机跳闸回路的监测功能，现有的发电机断路器跳闸回路保护逻辑是一旦继电保护装置检测到发电机跳闸回路出现故障，则默认发电机断路器无法跳开，为了实现对发电机的保护，系统会通过其它方式断开发电机下口对应母排的所有负载，以达到保护发电机的目的。此方法虽然有效的保护了发电机，但是无形之中扩大了停电范围。本文结合实际情况对以上跳闸回路的保护功能进行了优化，在有效保护发电机的原则之上，增加了试跳发电机的相关逻辑，从而极大地缩小了故障停电范围，提升了电力系统的稳定性。
1 继电保护装置发电机跳闸回路监视功能介绍
1.1 发电机断路器跳闸回路
在电力系统中，断路器是保护正常供电、切除短路故障的重要元件[2]。断路器能否可靠断开，直接关系着发电机的安全和稳定。对于发电机的各项保护而言，继电保护只是其中一部分的保护内容，还会包含发电机励磁保护、高温保护、高震动保护等方面的保护，各种保护的触发均会导致发电机停机，同时发电机下口断路器断开。发电机保护及断路器跳闸回路示意图如图1所示。
DC±-表示发电机下口断路器直流控制电源；
T1-表示跳闸继电器；TC-表示发电机下口断路器跳闸线圈；
HW-表示高震动保护；HT-表示高温保护；
LE-表示失磁保护；H1-表示继电保护装置的保护输出
图1. 发电机保护及断路器跳闸回路示意图
1.2 继电保护装置综保对跳闸回路的监视功能
目前，断路器控制回路断线监视方式主要有三种：一是操作箱；二是独立的监视继电器；三是保护装置内部逻辑判别[3]。而本文涉及的G60继电保护装置对断路器跳闸回路的监视功能属于第三种。继电保护装置G60用于输出发电机断路器跳开指令的端子为其数字量输出端子H1，如图2所示，H1端子除具有正常的通断功能外，还具有跳闸回路完整性监视的功能。其原理为：在正常回路完整的情况下，H1b和H1C之间会存在一定的电压信号，通过继电保护装置内部的电压元件后，会使整个跳闸回路保持一定的微弱电流信号，通过与跳闸线圈的阻值进行匹配，一般正常设定的电流大于1mA,当继电保护装置检测到回路电流小于1mA时，即判定发电机跳闸回路出现了故障现象。
图2. 继电保护装置数字量输出端子H1
2 跳闸回路监视功能逻辑优化
现有的保护逻辑为：当继电保护装置检测到发电机跳闸回路出现故障后，延时0.2S后由继电保护装置的P2端子直接发出断开发电机出口对应母排相关联的所有断路器开关的跳闸信号，从而将发电机与外部完全隔离开，以达到保护发电机的目的。此方法虽然能够很好的保护发电机，但是会造成较大范围的设备停电，对于局域的小电网来说，会对生产生活造成较大的影响。为了在保护发电机设备的同时尽量降低断电影响，现对原有逻辑进行了优化。
新的保护逻辑为：多使用一个继电保护装置的数字量输出端口H2，如图3所示，H2同样用于发电机出口断路器的跳闸，并直接与断路器的跳闸线圈相连，当继电保护装置检查到发电机跳闸回路出现故障后，延时0.2S后，先由H2去断开发电机出口的断路器，如果0.5S内收到了断路器断开的状态反馈（此时间在实际设定时需根据现场线路长短情况进行实际测量），则会抑制掉跳闸回路监视功能，即不会去跳开发电机出口母排上的其它断路器，相反，如果0.5S内没有收到反馈，再通过P2发出断开发电机出口对应母排相关联的所有断路器开关的跳闸信号。
H2-表示继电保护装置新配置的跳闸输出端子
图3. 改进后发电机保护及断路器跳闸回路示意图
通过以上改进，当发电机跳闸回路出现故障时，只会断开发电机断路器，而发电机出口母排由于母联等其它供电电源的存在并不会掉电，有效保障了设备的正常运行，而当发生发电机断路器跳闸线圈回路真的存在问题的情况，同样可以对发电机进行应有的保护。
3 结论
本文对发电机保护中断路器跳闸回路监视的保护功能进行了优化完善，通过增加跳闸回路的方式，在有效保护发电机的同时，将跳闸回路出现故障的影响进一步降低，提升了电力系统的稳定性。
参考文献
[1] 胡学海, 唐海燕. 高压断路器控制回路断线监视方案比较及功能优化[J]. 电工技术, 2013, 2:53-55.
[2] 华东六省一市电机工程（电力）学会. 电气设备及其系统[M]. 北京: 中国电力出版社, 2007.
[3] 张元敏, 方如举. 低压断路器和闸线圈保护的研究[J]. 电力系统保护和控制, 2010, 38(3): 122-124.
作者简介：
李聪冉、1991年6月、女、中国船舶重工集团公司第七一八研究所, 硕士学历，助理工程师，研究方向为控制科学与工程、安防系统集成。
论文作者:李聪冉1,孟庆平2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：发电机论文; 回路论文; 断路器论文; 保护装置论文; 继电论文; 功能论文; 逻辑论文; 《电力设备》2018年第31期论文;