【摘要】分析某公司原發(fā)電機保護存在問題，提出發(fā)電機保護改造方案，并介紹改造后的RCS-985RS/SS發(fā)電機保護裝置的基本配置/功能/技術(shù)特點及應(yīng)用情況。對保護改造提出總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機保護；保護改造；匝間保護

某公司位于福建省晉江市安東工業(yè)區(qū)，電廠裝機容量100MW，安裝2臺汽輪發(fā)電機組，年平均發(fā)電量7億kWh，電廠出線由110kV電壓等級接入福建電網(wǎng)。#2發(fā)電機保護改造前采用南瑞動力控制分公司生產(chǎn)的MGT102型微機發(fā)電機保護裝置，改造后采用南瑞繼保有限公司的RCS-985RS/SS型發(fā)電機保護裝置。

1、機組改造前保護情況介紹

某公司2臺發(fā)電機保護采用南瑞動力控制分公司生產(chǎn)的MGT102型微機發(fā)電機保護裝置，運行多年元件日趨老化，加上原保護配置方式不合理，很難滿足現(xiàn)代繼電保護高靈敏度的要求。為了提高發(fā)電機保護的可靠性和靈敏度，增加保護裝置的正確動作率，對投運多年的發(fā)電機保護進行改造是完全有必要的。

具體原因主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）該機組運行多年，保護裝置內(nèi)部元件老化，生產(chǎn)廠家已經(jīng)停產(chǎn)，備品配件缺乏。在運行中，曾經(jīng)發(fā)生過保護誤動跳閘的事件。

（2）原來保護技術(shù)上的先天不足，對于大容量發(fā)電機組，在系統(tǒng)短路時，很難滿足高靈敏度的要求。

（3）保護配置不太合理，無配置發(fā)電機匝間保護，同時也不能滿足“二十五項反措要求”。根據(jù)《福建省發(fā)電廠并網(wǎng)安全性評價標(biāo)準(zhǔn)》的要求，發(fā)電機變壓器組電氣和非電氣量保護必須完全獨立，本保護所有保護都集中在1個CUP里。

（4）保護裝置不具備錄波功能。

（5）保護裝置未接入GPS衛(wèi)星同步對時功能。

2、原發(fā)電機保護的配置情況

原#2發(fā)電機保護主要有：發(fā)電機差動保護；定子接地保護；三次諧波定子接地保護、轉(zhuǎn)子接地、失磁保護、發(fā)電機過流、負(fù)序過負(fù)荷保護、發(fā)電機過電壓保護、以及各種非電量保護。發(fā)變組差動及廠用電抗器差動（另有保護裝置）。

3、#2發(fā)電機保護改造設(shè)計原理

目前，國內(nèi)機組的繼電保護均根據(jù)《大容量機組繼電保護設(shè)計技術(shù)規(guī)定》來配置，繼電保護的設(shè)計及保護配置原則是：強化主保護，簡化后備保護，對于本工程改造方案，不同于其他新建機組的建設(shè)工程，在電廠一次設(shè)備已經(jīng)確定，一次設(shè)備不太可能改造和增加，這必將會影響到二次系統(tǒng)保護的配置問題。在本工程發(fā)電機保護改造中，利用原來的一次設(shè)備不變，把二次設(shè)備匹配上去，盡量滿足《二十五項反措》的要求，從而達到滿足繼電保護《反措》要求，同時也節(jié)約成本。

4、#2發(fā)電機保護改造總體配置方案

在考慮繼電保護的總體配置是，應(yīng)力求合理、完善和可靠。重點強調(diào)最大可能的保證機組安全，特別強調(diào)要避免保護的誤動和拒動。這就要求的配置具有高的可靠性、靈敏性、選擇性和快速性。配置如下：

4.1電氣量保護配置

發(fā)電機縱差保護、發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機定子過負(fù)荷保護、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地保護、100%定子接地保護、定子匝間保護、發(fā)電機過電壓保護、發(fā)電機復(fù)合電壓閉鎖過電流保護

發(fā)電機保護電流電壓元件取自發(fā)電機機端TA、TV，并設(shè)置兩段延時，其中t1動作于跳母聯(lián)，t2動作于全停。

4.2主要非電氣量保護

汽機聯(lián)跳電氣、滅磁開關(guān)聯(lián)跳

為了滿足《二十五項反措》，非電量保護一般不經(jīng)過發(fā)電機保護裝置的軟件邏輯，而是直接作用于出口直接跳閘。

4.3配置圖如下

5、介紹本次改造與原保護區(qū)別是增加了匝間保護不同

5.1匝間保護方案比較。由于發(fā)電機存在發(fā)生匝間短路的可能性，只裝設(shè)完全縱差保護就無法滿足要求，因此有必要對發(fā)電機增加反應(yīng)定子匝間故障的保護。

我廠發(fā)電機在設(shè)計結(jié)果上，無法安裝橫差保護，通過選擇，考慮如縱向零序電壓保護、負(fù)序功率方向保護等。根據(jù)討論提出負(fù)序功率方向閉鎖縱向零序電壓方案。

通過比較選擇三次諧波制動縱向零序電壓方案從根本上提高縱向零序電壓保護的可靠性，能準(zhǔn)確及時縱向零序電壓的幅值，從而提高了發(fā)電機縱向零序電壓匝間保護的可靠性。

6、改造后RCS-985RS/SS型發(fā)電機保護裝置簡介

根據(jù)保護配置方案進行選型，選用南瑞繼保的RCS-RS/SS保護，利用原保護屏位置，為了不增加屏柜，發(fā)電機保護屏組屏采用一套RCS-985RS，一套RCS-985SS，用嵌入方式安裝于一屏。

該發(fā)電機保護配置2個獨立的保護裝置RCS-985RS/SS，并且每個裝置均有獨立的出口跳閘回路。有三路非電量保護，非電量保護出口也完全獨立。RCS-985RS/SS裝置滿足滿足《二十五項反措》要求及改造要求。

RCS-985RS保護裝置配置的保護如下：變斜率差動保護及差動速斷保護、轉(zhuǎn)子一點及二點接地保護、定子定時限、反時限負(fù)序過負(fù)荷保護、非電量保護、TA斷線判別等。

RCS-985SS保護裝置配置的保護：縱向零序電壓匝間保護、工頻變化量負(fù)序方向匝間保護、負(fù)荷電壓閉鎖過流保護、定子接地保護、過電壓保護、TV斷線判別、TA斷線判別等。

新發(fā)電機保護有大容量的錄波功能。可記錄8次故障錄波報告，每次最長時間可達15秒，滿足改造要求。裝置配有以太網(wǎng)通訊接口，支持電力行業(yè)DL/T667-1999（）IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)同時支持南瑞監(jiān)控后臺、可以通過監(jiān)控后臺監(jiān)控保護運行、動作、定值、故障波形等信息。

7、#2發(fā)電機保護改造實際工程施工分析

在#2發(fā)電機保護改造中，在一次設(shè)備已經(jīng)確定的情況下進行的，TA和TV的配置及參數(shù)相對固定，對于增加了發(fā)電機匝間保護，對3TV由原來2個電壓互感器V/V接法，改為3個電壓互感器Y/Y/∠接法，同時增加一根從3TV到發(fā)電機中性點高壓電纜。

在改造過程中其原則就是：發(fā)電機及變壓器正常運行時，差動保護中不能有差流出現(xiàn)。

8、#2發(fā)電機改造后的效果分析

8.1保護可靠性提高。采用高性能數(shù)字信號處理器DSP芯片為基礎(chǔ)的雙CPU硬件系統(tǒng)，有效地保障裝置正確、快速、可靠的動作。

8.2提高保護靈活性

繼電保護人員在現(xiàn)場巡視及工作，可以通過對保護裝置人機界面，方便的改變保護定值、出口方式與控制特性，利用邏輯判斷實現(xiàn)各種閉鎖關(guān)系。

8.3運行維護調(diào)試方便

因為具備良好的人機界面，各種保護信息均可以查詢或打印，監(jiān)控后臺可以調(diào)用各種保護信息。為運行及故障后處理提供依據(jù)。

9、結(jié)論

某公司#2發(fā)電機保護改造，通過對發(fā)電機保護改造工程的設(shè)備選型、保護技術(shù)方案的探討、選擇，加深了對裝置的了解。經(jīng)過安裝調(diào)試及實驗并投入運行。裝置運行穩(wěn)定，滿足本廠及福建電網(wǎng)安全運行的要求，通過改造中對保護裝置的接線、調(diào)試、對保護裝置及發(fā)電機保護系統(tǒng)有一個清晰的認(rèn)識，為將來#1發(fā)電機保護改造提供了切實可行的技術(shù)方案和施工經(jīng)驗。

參考文獻

[1]王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護原理與應(yīng)用.中國電力出版社，1996.1

[2]崔家佩.電力系統(tǒng)繼電保護與安全裝置整定計算.1989.1

[3]RCS-985發(fā)電機變壓器組保護裝置技術(shù)說明書.南瑞繼保電氣有限公司，2004

作者簡介

1蔡恒（1973.6.17-）男，現(xiàn)職稱：電氣高級主管，工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng)。