李骞 阳西海滨电力发展有限公司 529800
摘要：目前我国的主要电力供应还是以火力发电机组为主导。火力发电厂机组发变组保护装置是厂用电力系统中极为重要的二次设备之一，发变组保护的选型、配置、整定、校验等对电厂机组的运行有很大影响，而该项目的实施工作在操作性、技术性方面的要求也极为严格。由于存在管理落后、技术不足、设计缺陷、设备老化以及保护配置和校验等方面的不合理情况，导致我国在发变组保护方面正确动作率较低，现状不容乐观。本文以某厂老旧的火力发变机组为例，提出了基于微机保护的改造方案。通过进行改造分析设计，提出了改造方法并验证了其有效性。本文所述内容可为此方面的应用提供参考。
关键词：
某电厂600MW 火力发变组保护的正确动作落后的原因有多方面:①机组投运多年， 保护组件日趋老化陈旧，备品严重缺乏。设备问题引起保护动作机组跳闸占有一定比例； ②原有保护技术上的先天不足， 对于大容量发电机组， 在机组电抗增加、 短路电流下降等情况下， 很难满足高灵敏度的要求； ③保护配置方式不合理， 不符合 “25 项反措要求” ； ④发变组的早期整流型、 电磁型的保护组件多、 原理复杂、 调试困难、 校验易出错， 不利于继电保护的工作。
1、600MW火力机组发变组保护配置分析
1.1 配置改造原则
由于火电厂的大型机组通常造价昂贵，如果发生故障不仅危及系统安全运行，而且会造成不可逆转的经济损失和恶劣影响，因此在对其继电保护的总体配置进行改造时，首要的任务是保证机组的安全、可靠运行，因此在保护装置的选择时要注意其在可靠、灵敏、快速等方面的性能。
1.2 传统发变组保护配置的不足之处
随着我国电力技术的发展以及相关政策要求的出台，火电厂发电机-变压器组保护的双重化有了新的要求，因此传统的发变组保护配置的不足之处就逐渐显现出来，现总结如下[1]：
（1）除差动保护勉强够格外，其余已与双重保护要求不符。
（2）600MW机组传统发变组保护中的短路保护、接地保护、异常保护等各司其职，无法交换和顶替，因此不符合双重化配置要求。
（3）本文所涉及的600MW机组采用的发变组保护为电磁型，设备运行多年会老化，并且其例行的校验程序也比较复杂，较之当前已经广为应用的微机保护其落后程度已非常明显。
1.3 发变组保护改造设计方案
由于改造工程不同于新机组的建设，无法在一次设备上做大的文章，以免影响到保护的配置，常见的做法是在一次设备的基础上添加二次设备，以便多快好省的实现继保反措和新技术要求。
2、发变组保护改造技术方案探讨
2.1 跳闸出口方式改造
整流型、 电磁型保护的跳闸出口方式与微机型保护的跳闸出口方式基本相同。当整流型、 电磁型的发变组保护被双套微机型保护所代替时，有必要对保护的跳闸出口方式进行探讨，减少出口压板， 使微机保护简明可靠易操作。
（1） 传统发变组保护跳闸出口方式大型火力机组传统发变组保护跳闸出口方式和意义见表 1。
表 1 传统发变组保护跳闸出口方式和意义
从表 1 传统跳闸出口方式看，基本上考虑了 600MW 机组具有FCB功能。 但从实际经验来说， 大部分机组无FCB功能。 从电气的角度看， 原来保护跳闸出口方式有一定的合理性， 它充分考虑了各种电气故障， 有选择的跳闸出口方式， 对机、 炉快速恢复正常运行有一定的好处。当然， 新基建的大型火力机组按机组自动化程度的高低和锅炉汽机的整体配置，对继电保护的跳闸出口方式可进行相应配置。当运行机组发变组保护改造成双套微机型保护时， 从保护设备、 安全运行、 操作简单等角度看， 需要对跳闸出口方式进行相应修改， 以利于实际运行的需要。
（2）当用微机型保护取代电磁型保护时，需要多繁冗复杂的出口压板进行改造，以免其引起运行操作失误。具体改动如下：把原跳闸出口方式全停1，2并为全停1；把原灭磁、解列、程序跳闸也并入全停1；保留母线解列和厂用电切换。这样改动可以对设备进行集中保护，从而可有效提高其实用性和可靠性，另外还可以把保护跳闸出口方式改动同微机型保护相结合，在确保机组安全可靠运行前提下大大简化整套保护。
2.2 取消SOE电气点数改造
事件顺序记录仪（SOE）是附设在传统继电保护设备中，用于记录其所在位置的机组跳闸事故，并按动作时间先后次序进行自动打印和记录来识别机组跳闸原因的设备。而微机保护自身具有完整、独立的故障录波、事故记录、分析打印等功能。因此，取消传统的SOE电气点数可使保护系统的接线得到很大程度的简化，另外还可精简设备，有效发挥设备作用。
上述过程可以通过将热控的GPS和电气故障录波器和微机保护的GPS两个系统进行统一，还可以由电气把发变组保护跳闸的总出口信号由电缆送到热控的SOE以示区别。
2.3取消 SOE电气点数的方式
通过对图纸的摸索， 现场的校对， 摸清电气发变组保护到热控 SOE和DAS的信号点， 把这些信号回路全部取消。电气到热控 SOE 的故障信号原来由热控保护的统一时间决定，当按动作时间先后次序记录机组跳闸事故后，很容易识别机组跳闸原因， 它是由电气跳闸后引起热控跳闸还是由热控跳闸后引起电气跳闸。
2.4 保护管理机配置
所谓微机保护，顾名思义即其具有微机通用特性：保护功能通过软件实现，具有数字存储、记忆功能，可通过网络实现远程通信、监测、信息共享，具有标准化的扩展接口。据此，可将保护装置进行图形化集中管理，并通过相关设置实现信号集中采集、实时监控、上位机集中管理、事件记录及共享等。
3、 改造后的组屏方案及保护配置
600MW 火力机组发变组保护改造选用新型微机式保护，需考虑一次设备的实际情况和二次设备反措要求， 应全面考虑发变组保护配置。在经过一系列改造方案对比后，发变组最终采用某公司的 CSC-300 数字式发变组保护装置，具体配置情况为： 发电机、励磁变保护为 CSC—300F 型保护装置， 发电机、 励磁 （系统） 非电量保护为 CSC—336C3 型保护装置，主变、厂变电气量保护为 CSC—300F 型保护装置， 主变、 厂变非电量保护为 CSC—336C1 型保护装置。发变组保护改造后的屏柜布置与改造前保持一致， 其中发电机、 励磁 （系统） 的非电量保护装置装设在发电机励磁变保护 A 屏内， 保护屏柜及配置示意图如图1 所示。
图1 发变组保护改造后的屏柜布置示意图
通过机组改造后的测试和运行结果表明：
（1）新采用的微机保护较之老旧的电磁型保护，运行性能和保护功能得到了很大改善，同时简化了操作。
（2）改造后的发变组保护得到了合理配置，其动作可靠性、灵敏度、准确性都有很大提高，正常工作时，两套保护互不干扰；当有故障发生时，切换自动、迅速、准确，可有效减轻工作人员劳动强度。
4、结语
随着电力系统的发展，大容量的机组不断增多，作为电力系统最重要组成部分之一的大型发电机组，结构复杂，而且价格昂贵，一旦故障，检修期长，造成的经济损失也是巨大的。因此，为其装设完善的继电保护装置有着重要的意义。对600MW机组发变组保护的配置方案作一分析比较，以进一步满足大机组对保护选择性、灵敏性及可靠性的需要，以求达到最优化的保护配置方案。
论文作者:李骞
论文发表刊物:《基层建设》2015年7期
论文发表时间:2015/10/9
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