蔡哲

摘 要：本文章介紹逆火力發(fā)電機組功率的作用，分析了逆功率保護(hù)實際中出現(xiàn)的問題，探討了經(jīng)過保護(hù)整定來保證逆功率保護(hù)正確動作的方法。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機;逆功率;定值整定

一、逆功率保護(hù)作用和原理：

發(fā)電機正常運行時功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機流向母線，但是由于各種原因?qū)е率ピ瓌恿?，功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C運行，這就是逆功率運行，這種運行工況對發(fā)電機并無影響，但是對汽輪機而言，由于沒有蒸汽流入，汽輪機的轉(zhuǎn)動將會使內(nèi)部形成嚴(yán)重的鼓風(fēng)摩擦，造成汽輪機末級葉片會超溫?fù)p壞、低壓缸排汽溫度升高，低壓缸整體向上膨脹后轉(zhuǎn)子中心上移，在軸承座位置不變的情況下引起機組振動。所以發(fā)電機設(shè)有逆功率保護(hù)，當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時，發(fā)電機的保護(hù)動作，或動作于發(fā)信號或動作于解列跳閘。發(fā)電機功率用機端三相電壓、發(fā)電機三相電流計算得到。

現(xiàn)在的發(fā)電機保護(hù)一般都配備逆功率保護(hù)和程序逆功率。逆功率保護(hù)只計算發(fā)電機功率，當(dāng)發(fā)電機發(fā)生逆功率并達(dá)到逆功率保護(hù)的定值時，經(jīng)短延時動作與信號，經(jīng)長延時動作于解列跳閘。程序逆功率經(jīng)主汽門接點閉鎖和發(fā)變組斷路器位置接點閉鎖，當(dāng)發(fā)動機斷路器在閉合狀態(tài)下，主汽門關(guān)閉接點動作時，發(fā)動機功率達(dá)到程序逆功率保護(hù)的定值時，保護(hù)裝置經(jīng)短延時動作于解列跳閘。

二、定值整定原則

（1）逆功率保護(hù)動作功率整定：

P op= K rel （P1+ P2）

式中K rel為可靠系數(shù)，取 0.5～0.8;

P1為汽輪機在逆功率運行時的最小損耗，一般取額定功率的 2%～4%;

P 2為發(fā)電機在逆功率運行時的最小損耗，一般取P2=（1-η）P gn，η為發(fā)電機效率，一般取98.6%～98.7%，P gn為發(fā)電機額定功率。

逆功率應(yīng)根據(jù)實測的逆功率進(jìn)行計算，當(dāng)無實測值時可整定為（0.5～2）%的額定有功。

（2）延時整定

逆功率保護(hù)，不經(jīng)主汽門觸點閉鎖，延時 15s 動作于信號，動作于解列時，根據(jù)汽輪機允許的逆功率運行時間，一般取 1～3 分鐘。

程序逆功率，經(jīng)主汽門觸點閉鎖，延時 0.5～1.5s 動作于解列。

三、實際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題：

現(xiàn)在投運的大型汽輪發(fā)電機，多采用逆功率保護(hù)去啟動程序跳閘回路。機組停機動作的順序是運行人員調(diào)整汽輪機使發(fā)動機有功功率接近于零時，手動打跳汽輪機主汽門，主汽門閉合接點傳至發(fā)變組保護(hù)裝置。保護(hù)裝置檢測到發(fā)電機出現(xiàn)逆功率狀態(tài)，經(jīng)程序逆功率保護(hù)短延時動作于發(fā)電機解列跳閘。在實際應(yīng)用中有多臺機組發(fā)生主汽門跳閘后程序逆功率不動作，發(fā)電機由運行人員打跳或經(jīng)過長延時后才動作解列跳閘。造成這種情況的原因主要有兩方面：

1、汽輪機的主汽門有兩個高壓主汽門和兩個中壓主汽門組成。每個主汽門開關(guān)有電磁閥控制的液壓系統(tǒng)進(jìn)行開合。由于機械密封程度的不同，造成主汽門的接點雖然已經(jīng)閉合，但仍然有少量高壓氣體進(jìn)入汽缸內(nèi)做功，加上汽輪機及發(fā)電機的慣性，造成機組的實際逆功率可能很小，沒有達(dá)到程序逆功率的定值。因此造成程序逆功率不動作。

2、主汽門關(guān)閉信號是由DCS傳至發(fā)變組保護(hù)。在DCS內(nèi)由兩高壓主關(guān)位置和兩中壓主關(guān)位置經(jīng)過邏輯運算后輸出，邏輯運算由兩高壓主關(guān)位置開關(guān)與，兩中壓主關(guān)位置開關(guān)與，然后二者相或后輸出。由于電磁閥液壓系統(tǒng)動作特性不一樣，造成四個位置開關(guān)接點不能同時閉合，當(dāng)時間差過大時就會造成DCS傳至發(fā)變組的主汽門關(guān)閉信號遲遲無法動作。某電廠的660MW機組就曾發(fā)生過因左中壓主開關(guān)位置接點比另外的三個主開關(guān)位置延時30秒才閉合。這時機組已經(jīng)運行在逆功率狀態(tài)，但發(fā)變組保護(hù)因沒有主汽門關(guān)閉信號沒有到，造成程序逆功率保護(hù)不動作。

四、逆功率定值整定對程序逆功率保護(hù)正確動作的影響。

程序逆功率可靠動作與主汽門的密封性和主汽門接點的動作特性有直接的關(guān)系，為了防止主汽門關(guān)閉不嚴(yán)造成程序逆功率不動作可以將逆功率定值調(diào)小一些。河南某電廠600MW機組曾多次發(fā)生停機時因主汽門關(guān)閉不嚴(yán)，造成程序逆功率保護(hù)不動作。將程序逆功率的定值由1.2%調(diào)至0.8%后，程序逆功率沒有發(fā)生拒動現(xiàn)象。

而逆功率的定值過小會造成在機組并網(wǎng)是由于發(fā)電機頻率稍低于系統(tǒng)頻率，并網(wǎng)后功率方向短時由系統(tǒng)流向發(fā)電機，造成逆功率保護(hù)誤動。隨著繼電保護(hù)裝置和自動控制系統(tǒng)的升級換代可以很好的避免這類事件發(fā)生。因為微機準(zhǔn)同期裝置合閘時有發(fā)電機頻率大于系統(tǒng)頻率的要求，不會發(fā)生逆功率現(xiàn)象。并且汽機DEH邏輯中有發(fā)電機并網(wǎng)自動加負(fù)荷功能，并網(wǎng)后會快速增加負(fù)荷，使發(fā)電機并網(wǎng)后立即帶上正功率，而逆功率的延時15S發(fā)信，1分鐘動作可以避免逆功率誤動。程序逆功率動作時間雖然短但有主汽門關(guān)閉接點閉鎖，并網(wǎng)時主汽門關(guān)閉條件不滿足，程序逆功率不會誤動。現(xiàn)在的發(fā)變組保護(hù)裝置逆功率和程序逆功率可以分別整定，將程序逆功率的定值整定小一些，逆功率的定值整定大一些，可以更好的保證保護(hù)正確動作。

五、綜述

綜上所述，為了保證保護(hù)的正確動作，可以將逆功率保護(hù)和程序逆功率保護(hù)定值分別整定。程序逆功率保護(hù)可以整定為（0.5～0.8）%的額定有功，經(jīng)主汽門觸點閉鎖，延時 0.5～1.5s 動作于解列。逆功率保護(hù)可以整定為（0.8～2）%的額定有功，不經(jīng)主汽門觸點閉鎖，延時 15s 動作于信號。為了減少對機組設(shè)備的損壞和對系統(tǒng)的沖擊，動作于解列時600MW以上機組取1分鐘，600MW以下機組取2～3分鐘。

參考文獻(xiàn)：

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[2] PCS-985B發(fā)電機變壓器組保護(hù)裝置說明書