大型发变组保护双重化配置的几个问题

1、安全技术大型发变组保护双重化配置的几个问题 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求继电爱护实施细则(以下简称反措实施细则)中针对大型发变组爱护的配置规定：100 MW及以上容量的发电机变压器组微机爱护应按双重化配置(非电气量爱护除外)爱护。 (1) 每套爱护均应含完整的差动及后备爱护，能反映被爱护设备的各种故障及特别状态，并能动作于跳闸或给出信号。 (2) 发电机变压器组非电量爱护应设置独立的电源回路(包括直流空气小开关及其直流电源监视回路)，出口跳闸回路应完全独立，在爱护柜上的安装位置也应相对独立。 (3) 两套完整的电气量爱护和非电量爱护的跳闸回路应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。 反措实

2、施细则首先从运行、管理方面提出要求，假如一套爱护的装置、回路或其他消失特别需要退出运行时，只需解除出口压板，检查装置、回路，不影响机组的运行。 对于300 MW机组，其中短路爱护如：匝间爱护、定子接地爱护、转子接地爱护;特别运行爱护如：失磁爱护、失步爱护、频率爱护、过电压爱护、过励磁爱护、转子表层负序过负荷爱护等，这些爱护功能分别爱护机组不同的故障，不能相互代替，不能认为是后备爱护，因此从爱护本身来讲，也需双重化配置。 因此，双主双后配置方案是大型发变组爱护必需具备的功能。以下针对300 MW机组爱护双重化配置的一些问题，提出一些看法和建议。 1 双重化配置的几个问题 1.1 差动爱护双重化配

3、置 1.1.1 双重化配置方案A A屏配置主变差动、发电机差动、高厂变差动;B屏配置发变组差动、发电机差动、高厂变差动。 此配置方案有以下几个特点： (1) B屏保留发电机差动爱护，这是由于发电机差动两侧电流全都，两侧采纳同型CT，定值整定时比较灵敏。发变组差动爱护各侧CT差别大，定值整定时需要考虑各侧CT差别产生的不平衡电流，因此定值较高。而且发变组差动具有涌流鉴别功能，采纳二次谐波或波形判别等功能，在内部故障CT饱和时可能会延缓动作时间。因此保留发电机差动爱护对于B屏的配置比较合理。 (2) 高厂变差动A、B屏各配置1套。对于发变组单元，高厂变是其一部分，尽管发变组差动包含了高厂变，但发变

4、组差动只对高厂变高压侧内部故障具有灵敏度，低压侧故障不具灵敏度。因此高厂变差动应配置2套。 (3) 高厂变高压侧只需一组大变比CT，用于A屏的主变差动，B屏的发变组差动至高厂变低压侧，两块屏差动爱护使用的CT完全独立。 1.1.2 双重化配置方案B 对于300 MW及以上机组，可以考虑采纳更全面的配置方案：A、B屏均配置发变组差动、主变差动、发电机差动、高厂变差动。 1.2 主变后备爱护配置 主变后备爱护作为发变组区内、区外短路故障的后备，具有主变相间阻抗爱护、复合电压过流爱护、主变零序爱护、主变间隙零序爱护功能。 配置方案：A、B屏均配置主变阻抗爱护或复合电压过流爱护，各自使用不同的CT。

5、A、B屏均配置主变零序电流爱护、主变间隙零序爱护。对零序电流爱护，CT配置采纳两种方法： (1) 安装2个零序CT，各自使用不同的CT。 (2) A屏接入零序CT，B屏采纳套管自产零序电流。此方式2套零序电流爱护范围有所区分，定值整定时需分别计算。 1.3 非全相爱护和失灵启动 反措实施细则对非全相爱护和失灵启动提出了具体的规定，详细实施方案如下： (1) 非全相和失灵启动不应与电量爱护在同一个装置内，以增加牢靠性; (2) 非全相爱护只配置1套，另外设1套断路器本体非全相爱护; (3) 失灵爱护只配置1套。 1.4 发电机其他爱护配置 A、B屏发电机爱护配置除了差动爱护以外，还配置匝间爱护、

6、相间后备爱护、定子接地爱护、转子接地爱护、失磁爱护、失步爱护、频率爱护、逆功率爱护、定子过负荷爱护、转子表层负序过负荷爱护、过电压爱护、过励磁爱护、启停机爱护、误上电爱护、轴电流爱护。其中，转子接地爱护因2套爱护之间相互影响，正常运行时只投入1套，需退出本屏装置运行时，切换至另一套转子接地爱护。 1.5 高厂变、励磁变后备爱护配置 A、B屏均配置高厂变高压侧过流爱护、分支过流爱护、励磁变过流、励磁过负荷爱护，各自使用不同的CT。 1.6 CT配置问题 由于采纳了双主双后的配置方案，每侧的CT只需引入一次，每块屏采纳主后备共用一组CT。 此种CT配置方法具有以下优点： (1) CT接入数量少，由

7、于A、B屏接入CT完全独立，每块屏CT接入一次，CT断线的可能性大大减小。 (2) CT断线是一种故障，可能严峻危害设备平安，因此不宜闭锁差动爱护，主后采纳同一组CT，任一组CT断线均有差动爱护可以反应，切除CT断线故障。 1.7 PT配置 反措实施细则2.1中规定：每套爱护装置的沟通电压、沟通电流分别取自电压互感器和电流互感器相互独立的绕组。 沟通电流取自独立的电流互感器，只要合理配置完全可以实现。 沟通电压取自独立的电压互感器，在实际工程中存在以下几个问题： (1) 主变高压侧母线PT一般只有一个绕组，两套爱护不能使用独立的绕组，如需双重化配置，还需考虑电压切换的双重化。 (2) 对于发电

8、机爱护，配置匝间爱护方案时，为防止匝间爱护专用PT高压侧断线导致爱护误动，一套爱护需引入两组PT。如考虑采纳独立的PT绕组，机端配置的PT数量太多，一般不能满意要求。 (3) 主变零序电压、发电机机端PT零序电压、发电机中性点零序电压只配置一个绕组，无法实现回路双重化。 针对以上实际状况，在实现发变组爱护双重化配置时，电压互感器的接入方法可以实行以下措施： (1) 采纳从PT根部引两组PT经熔断器接入两套爱护，爱护装置应有单相和三相PT断线判别功能。 (2) 发电机机端配置3个PT绕组：PT1、PT2、PT3，A屏接入PT1、PT3电压，B屏接入PT2、PT3电压。正常运行时，A屏取PT1电压

9、，PT3作备用，B屏取PT2电压，PT3作备用，任一组PT断线，自动切换至PT3，这样PT断线时，2套爱护装置中与电压有关的爱护，如失磁爱护、失步爱护、阻抗爱护、复合电压过流爱护、频率爱护、逆功率爱护、过电压爱护、过励磁爱护均不受影响。 (3) 对于零序电压，爱护装置设有零序电压回路监视功能。 1.8 出口回路双重化问题 对于主变高压侧断路器2个跳闸线圈，A、B屏爱护装置同时作用于2个跳闸线圈，C屏爱护出口同时动作于2个跳闸线圈。 对于跳灭磁开关、关闭主汽门、减出力等出口方式，A、B、C屏的出口接点并接输出。 2 双主双后配置的牢靠性 2.1 装置的牢靠性 由于一套装置包括一个发变组爱护的全部

10、电量爱护，因此装置的硬件设计特别重要，必需采纳双CPU硬件结构：从CT、PT二次侧分开，包括低通、AD采样等整个数据采集系统完全独立。一块CPU板动作于起动元件，动作后开放爱护装置的出口继电器正电源，另一CPU板完成爱护算法，动作于跳闸出口规律。因此，爱护装置任一元件损坏均不会引起装置误出口，同时两个CPU系统任意一个自检出错，均能闭锁装置并发报警信号，不允许装置带病运行。 2.2 装置的稳定性 硬件设计采纳高性能芯片，削减装置数量，采纳现代化生产体系生产(包括防静电环境)，装置质量牢靠，故障率低。 2.3 完善的自检功能 对采样回路、出口回路、开入回路、CPU板器件实时自检，如有器件损坏，准时闭锁装置及报警。 2.4 故障处理便利 正常运行时，如一套装置故障，打开爱护出口压板，可以便利地查找问题或更换插件，不需停机处理。 2.5 高速采样及并行实时计算 每周波24点高速采样，且在每个采样间隔内对全部继电