关键词：燃机电厂；发电机；保护系统探索
引言
发电机为当前燃机电厂进行电力生产时常用的一种设备，应用期间主要通过燃料燃烧产生一定的气体，涡轮受到此种气体的驱动，会使得发电机发电，定子绕组过负荷保护作为发电机保护的构成部分，其定值整定的合理性、正确性直接关系到发电机的安全稳定运行。定子绕组过负荷保护的反时限部分的定子热容量系数定值的计算和论证，得出其整定值Ktc=33.1能够更好地满足定子绕组过负荷曲线的要求，也能与定子电流限制完全配合，更适应该大型发电机组对过负荷运行的需要。
1转子过电压的来源及危害
发电机转子过电压可能在很多情况下发生，包括励磁系统的过激情况、定子内部或插座故障、发电机运行受到严重干扰、发电机失步、非同步闭路、非完全相位运行、晶闸管关闭、整流桥换向、电网运行、闪电，甚至正常关机断电磁开关等，严重的过电压情况可能会损坏发电机转子或损坏发电机固定器。
2发电机的保护方式
燃机电厂的发电机，在具体使用过程中，会出现各种故障，例如发电机短路、单相接地等故障，导致发电机出现短接绕组短路电流增大情况，发电机受到该因素影响会出现故障或设备损坏问题；易导致发电机出现相间短路（电弧所致）、两点接地短路，因此，发电机运行期间的故障需要引起技术人员的高度关注，选择有助于发电机运行故障预防及影响降低的保护装置，对发电机进行良好的运行保护。
纵差保护。该种继电保护适用于发电机（1MW）定子绕组保护、相间短路故障（引出线处）预防之中，常用的保护装置具有数字化、可编程的特性，依托自身的特性与微处理器（32位）来发挥保护功效。电厂技术人员可以依据发电机设备的具体使用性能及故障类型，从故障风险规避的角度出发，对纵差保护装置的保护程序进行重新编写，使得该保护装置的保护效果显著提升，适应燃机电厂使用的发电机的运行保护情况。
3转子过电压保护试验的必要性
(1)如果未执行此测试，导致跳线无法切换到错误的布线，则每当停止工作时，只有第二个浇口环可以触发跳线消失。第一个栅极环路不能触发跳线，如果第二个通路也出现问题，每当锁定时，关闭开关必须能够承受更大的关闭弧、减少关闭开关寿命以及每个停机转子一次反向高压冲击。2)在单元正常运行期间，如果转子突然发生大的反过电压，跳线无法正常工作，这种高电压也不能及时消除，并且可能损坏发电机转子或定子绝缘，从而严重影响发电机组的安全运行。3)上述两点可在旋转器过电压保护新安装或改造后验证布线的准确性，同时此测试可检查跳线中的三个晶闸管情况，如果SCR持续导流或断裂，则在设备正常工作的同时，跳线中的sic非线性马铃薯电阻也与发电机转子并行工作，导致旋转无法执行加速，单元无法正常工作。4)该测试还检查触发电路中的每个二极管、电阻和BOD，以防止在需要触发器时跳线sic非线性磁阻无法正常工作的输入。
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4转子一点接地保护整定依据
电动机转子的一些接地对发电机本身没有害处，但如果转子的第二点接地立即发生，则会发生以下损坏:①转子绕组的一部分短路，另一部分绕组的电流增加，破坏发电机气隙磁场的对称性，引起发电机剧烈振动，降低无功输出。②转子电流通过转子体传递，如果转子电流相对较大，则可以燃烧转子，也可以磁化。③转子体局部通过转子电流产生局部热，转子慢慢变形，形成偏心，使振动进一步恶化。因此，如果转子发生部分接地，应尽快解决故障，防止两点接地故障，从而防止事故扩大。水轮发电机的一般技术条件是根据大型发电机变压器继电保护设置计算指南(dl/t 684-2012)，绕组的绝缘电阻在任何情况下都不小于0 . 5 MBω。1)高值段:可以设置为10到30kΩ，通常在信号上工作。根据《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》（DL/T684-2012），水轮发电机通用技术条件规定：绕组的绝缘电阻在任何情况下都不低于0.5MΩ。1）高定值段：可整定为10～30kΩ，一般动作于信号。
2)低值段:可以设置为0.55到10kΩ，可以作为信号或跳闸。3)动作超时:通常可设置为5到10s。为了使转子绝缘监测和接地保护设置值协同工作，采用转子绝缘监测在接地保护预警状态维护之前，转子绝缘在线监测和接地定位装置设置值大于转子接地保护设置值的原则。①接地电阻报警延迟时间应等于转子绝缘在线监测和接地定位装置接地操作延迟与发电机转子接地保护装置报警延迟之和。②通子林水电站励磁系统在电站直流系统中引进直流电源，因此减压前3s内直流系统绝缘监测装置和转子绝缘在线监测和接地定位装置相互测量配置电路的影响，避免转子接地保护报警或跳闸，转子绝缘在线监测和接地定位装置绝缘降低报警值必须小于100kΩ，即直流系统绝缘监测装置内置平衡电阻的一半。
5发电机失磁保护
损耗保护是电站发电机运行过程中常见的故障类型。尤其是大型火电厂的发电机励磁系统复杂，低励磁或磁损失的可能性更高。随着火力发电厂容量的增加，励磁系统的功能也不断改善，采用综合智能控制技术，火力发电厂的自动化水平大大提高。高度自动化的励磁系统大大提高了火力发电机组的自动控制水平，但其结构非常复杂客观地提高了火力发电机组低励磁或失磁的发生概率。
变励磁电压判据Ufd(P)反映的是励磁电压，直观地反映全部的低励、失磁故障；该判据灵敏度最高，动作也最迅速，是本文所述的几个判据中唯一能够精准可靠地反映发电机低励故障的判据。通过发信、减出力或切换励磁的方式使励磁恢复正常，它同时也是跳闸的必要条件。发电机失磁保护的三个主判据的灵敏度排列顺序按照降序排列为转子低电压Ufd(P)、阻抗圆Z＜、系统低电压Um＜。考虑到系统低电压Um＜在很多工况下无法可靠地作出动作，因此不应该将其作为跳闸出口必要条件，只将其作为加速跳闸因素。本文研究的失磁保护配置方案将转子低电压判据“与”阻抗圆Z＜判据，经过一定的延时t3出口跳闸；如果同时满足系统低电压判据Um＜，则反映出无功储备不足，在此情况下，不经过延时t3，而经过较短延时t2出口跳闸。该方案比较复杂主要用于大型机组以及系统中的关键机组。在实践中，应该尽量简化失磁保护配置方案，如对于和系统联系密切的电厂可以去掉系统低电压Um＜判据，对于系统影响不大的机组可以只采用阻抗圆Z＜判据。
结束语
对于大型发电机，定子和转子的材料利用率很高，其热容量与铜损的比值较小，因而热时间常数也较小，发电机的相对过负荷能力较低，较容易因为过负荷而导致温度升高，影响机组正常寿命。
参考文献
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论文作者:王厚峰
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 17期
论文发表时间:2020/1/9
标签：发电机论文; 转子论文; 判据论文; 系统论文; 过电压论文; 绕组论文; 定子论文; 《当代电力文化》2019年 17期论文;