淺談發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)定值整定

蔡哲

摘 要：本文章介紹逆火力發(fā)電機(jī)組功率的作用，分析了逆功率保護(hù)實(shí)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(jī);逆功率;定值整定

一、逆功率保護(hù)作用和原理：

發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機(jī)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(jī)，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)運(yùn)行，這就是逆功率運(yùn)行，這種運(yùn)行工況對發(fā)電機(jī)并無影響，但是對汽輪機(jī)而言，由于沒有蒸汽流入，汽輪機(jī)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(jī)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(jī)組振動。所以發(fā)電機(jī)設(shè)有逆功率保護(hù)，當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)電機(jī)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(jī)功率用機(jī)端三相電壓、發(fā)電機(jī)三相電流計(jì)算得到。

現(xiàn)在的發(fā)電機(jī)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(jì)算發(fā)電機(jī)功率，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生逆功率并達(dá)到逆功率保護(hù)的定值時(shí)，經(jīng)短延時(shí)動作與信號，經(jīng)長延時(shí)動作于解列跳閘。程序逆功率經(jīng)主汽門接點(diǎn)閉鎖和發(fā)變組斷路器位置接點(diǎn)閉鎖，當(dāng)發(fā)動機(jī)斷路器在閉合狀態(tài)下，主汽門關(guān)閉接點(diǎn)動作時(shí)，發(fā)動機(jī)功率達(dá)到程序逆功率保護(hù)的定值時(shí)，保護(hù)裝置經(jīng)短延時(shí)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(jī)在逆功率運(yùn)行時(shí)的最小損耗，一般取額定功率的 2%～4%;

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

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

（2）延時(shí)整定

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

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

三、實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題：

現(xiàn)在投運(yùn)的大型汽輪發(fā)電機(jī)，多采用逆功率保護(hù)去啟動程序跳閘回路。機(jī)組停機(jī)動作的順序是運(yùn)行人員調(diào)整汽輪機(jī)使發(fā)動機(jī)有功功率接近于零時(shí)，手動打跳汽輪機(jī)主汽門，主汽門閉合接點(diǎn)傳至發(fā)變組保護(hù)裝置。保護(hù)裝置檢測到發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率狀態(tài)，經(jīng)程序逆功率保護(hù)短延時(shí)動作于發(fā)電機(jī)解列跳閘。在實(shí)際應(yīng)用中有多臺機(jī)組發(fā)生主汽門跳閘后程序逆功率不動作，發(fā)電機(jī)由運(yùn)行人員打跳或經(jīng)過長延時(shí)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(jī)的主汽門有兩個(gè)高壓主汽門和兩個(gè)中壓主汽門組成。每個(gè)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(jī)械密封程度的不同，造成主汽門的接點(diǎn)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(jī)及發(fā)電機(jī)的慣性，造成機(jī)組的實(shí)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(yùn)算后輸出，邏輯運(yùn)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(gè)位置開關(guān)接點(diǎn)不能同時(shí)閉合，當(dāng)時(shí)間差過大時(shí)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(jī)組就曾發(fā)生過因左中壓主開關(guān)位置接點(diǎn)比另外的三個(gè)主開關(guān)位置延時(shí)30秒才閉合。這時(shí)機(jī)組已經(jīng)運(yùn)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(diǎn)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(jī)組曾多次發(fā)生停機(jī)時(shí)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(jī)組并網(wǎng)是由于發(fā)電機(jī)頻率稍低于系統(tǒng)頻率，并網(wǎng)后功率方向短時(shí)由系統(tǒng)流向發(fā)電機(jī)，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?yàn)槲C(jī)準(zhǔn)同期裝置合閘時(shí)有發(fā)電機(jī)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(jī)DEH邏輯中有發(fā)電機(jī)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(jī)并網(wǎng)后立即帶上正功率，而逆功率的延時(shí)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(shí)間雖然短但有主汽門關(guān)閉接點(diǎn)閉鎖，并網(wǎng)時(shí)主汽門關(guān)閉條件不滿足，程序逆功率不會誤動?，F(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(diǎn)閉鎖，延時(shí) 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(diǎn)閉鎖，延時(shí) 15s 動作于信號。為了減少對機(jī)組設(shè)備的損壞和對系統(tǒng)的沖擊，動作于解列時(shí)600MW以上機(jī)組取1分鐘，600MW以下機(jī)組取2～3分鐘。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/T 684-2012.大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則[S].

[2] PCS-985B發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置說明書