中小型发电机微机保护及后台监控装置改造

1、中中小小型型发发电电机机微微机机保保护护及及后后台台监监控控装装置置改改造造 张张 党党 院院单位：北京东方石油化工化工四厂单位：北京东方石油化工化工四厂时间：时间：2009-7-272009-7-27目 录摘要：.3一、早期的中小型发电机组励磁和继电保护状况.4二、当今中小型发电机组励磁和继电保护状况 .4三、中小型发电机组继电保护改造 .5一 、保护改造 .51 、发电机注入式转子一点接地保护.62 、发电机转子两点接地保护.7二 、后台对测量数据采集问题.9三 、后台对计量数据的采集问题.9四 、可控硅整流励磁装置的监控问题 .9四、参考文献.9摘摘 要要首先对中小型发电机旧的电磁式继电

2、保护配置、励磁系统状况进行了综合介绍，指出了当今中小型发电机组励磁装置和继电保护的开展状况。详细介绍了中小型发电机继电保护采用微机保护的改造方法，充分利用了微机保护装置、综合测控装置、后台监控装置的性能，解决了转子两点接地，遥测量、遥信量传入后台，电量计量自动抄表，可控硅励磁装置信号进后台等问题。有些方法具有创新性，并且对其他单位中小型发电机微机保护改造具有借鉴意义。该改造方法在化四 3000KW 汽轮发电机微机保护改造获得了成功，改造后系统运行稳定可靠。关键词关键词：发电机 微机保护 遥测量 继电保护 中中小小型型发发电电机机 微微机机保保护护及及后后台台监监控控装装置置 改改造造一、早期的

3、中小型发电机组励磁和继电保护状况一、早期的中小型发电机组励磁和继电保护状况中小型发电机组目前在存在一定的数量，主要用于热电联产领域，尤其存在于石化行业的企业自备发电机组，早期的中小型发电机组有以下特点：1、励磁系统采用直流励磁机励磁存在旋转噪声大、功率损耗大、电刷和换向片间易打火、换向器磨损烧蚀、调节励磁电流的自动调压器自动调节励磁变阻器手动调节易出现接触不良、维护工作量大等诸多缺点。2、继电保护采用传统的电磁式继电保护。其可靠性、灵敏性和微机保护装置相比，相差一个数量级，时常发生继电器接点粘联、不接通、线圈过热、弹簧疲劳导致定值不准的缺陷，继电保护的可靠性差、灵敏性低，误动和拒动的几率大，保

4、护整定调试的难度大，效率低，3、保护的典型配置一般是：1 、差动保护；2 、复合电压闭锁过电流；3 、过负荷报警 ；4 、定子接地；5 、转子一点接地发信号 ；6 、转子两点接地。4、发电机的保护需要两台保护屏。转子一点接地发信号和转子两点接地占用一台保护屏，其余的保护占用一台保护屏。二、当今中小型发电机组励磁和继电保护状况二、当今中小型发电机组励磁和继电保护状况随着电气技术的进步，当今中小型发电机组励磁和保护状况出现了以下特点：1、发电机的励磁采用可控硅整流励磁装置。可控硅整流励磁克服了直流励磁机的缺点，具有响应速度快，调节性好，维护量低，自动化程度高。2、继电保护采用微机保护。具有以下优点

5、：1 、提升了继电保护的技术等级2 、提高了继电保护的可靠性、灵敏性3 、降低了保护校验的复杂性、提高了保护校验工作效率。旧的电磁式保护整定调试的难度大，效率低，完全凭借调试人的经验和手感，微机保护装置调试简便，效率提高近 10 倍。4 、减少了备件的数量和型号旧的电磁式保护各种继电器的备件数量很大、型号杂，不但占用资金，而且采购日益困难。5 、节约了保护调试的人力本钱和调试费用国家标准规定：新建微机保护装置满 1 年调试一次，之后满 3 年调试一次，由此可见，节约的人力本钱非常巨大。3、配套微机保护安装后台监控系统。使得事故处理更加正确，快捷。故障原因判断准确，处理方法更加具有有针对性，更加

6、快捷。实现了电量计量自动抄表，采用后台后，后台计算机自动读取电度表的电量参数，刷新频率可到达 1 秒。而且电量报表存于计算机的硬盘中，便于查询，使得电量核算更加准确，客观。三、中小型发电机组继电保护及其后台监控装置改造三、中小型发电机组继电保护及其后台监控装置改造中小型发电机组继电保护改造采用微机保护，并配套安装后台监控系统要解决以下几个技术问题：1、保护改造；2、后台对测量数据采集问题；3、后台对计量数据的采集问题；4、励磁装置的监控问题一一、保护改造、保护改造1、保护的改造，将保护 CT 的二次线 Ia、Ic、In、母线 PT 的二次线接入微机保护装置，即可实现 1 、差动保护；2 、复合

7、电压闭锁过电流；3 、过负荷报警 ；4 、定子接地四种保护。然后将以下开关量开入微机保护装置，通过微机保护装置传入后台。开关量为：断路器合闸、弹簧未储能、手车试验位置、手车工作位置、接地刀闸合位、励磁开关 FMK 合位、FMK 联动跳闸、汽机屏跳闸、直流小开关跳闸。2、对于转子一点接地发信号 ；转子两点接地跳闸保护，也可通过发电机保护装置实现。旧的发电机转子保护专门配置一面保护屏，其原理是利用电桥平衡原理，当发生了一点接地后，报警，然后由运行人员手动投入转子两点接地保护。在采用微机保护改造时，对于转子一点接地发信号 ；转子两点接地跳闸保护均可由保护装置实现，而且在当发生了一点接地后，报警，然后

8、由保护装置自动投入转子两点接地保护。其原理如下：11、发电机注入式转子一点接地保护、发电机注入式转子一点接地保护保护采用直流电源原理，直流电源由装置自产。因此在发电机运行及不运行时，均可监视发电机励磁回路的对地绝缘，该保护动作灵敏，无死区。保护的输入端与转子负极及大轴连接。保护有两段出口供选用。双套化配置方案中，转子接地保护由于保护原理的要求不能双套化。否那么会相互影响导致测量失误。如果采用一套运行，一套备用方式，需要时应可靠平安的带电切换。转子一点接地保护的逻辑框图如图一所示：检测漏电流计算RgRgRg1RgRg2t1t2大轴600负极602信号信号切机对单元件横差加延时及投入转子两点接地保

9、护图一 转子一点接地保护的逻辑框图如图22、发电机转子两点接地保护、发电机转子两点接地保护当转子绕组两点接地时，其气隙磁场将发生畸变，在定子绕组中将产生二次谐波负序分量电势，转子两点接地保护就是反映定子电压中二次谐波“负序分量。 在转子一点接地保护动作后，自动投入转子两点接地保护，转子两点接地保护的逻辑框图如图二所示：U22U2gU22U2lt信号出口RgR设定设定图二 转子两点接地保护逻辑图转子+转子-转子-大轴大轴 转子一点接地 转子漏电流+ 24V -KIS转子量转化器1CPURP图三 转子两点接地保护电气原理图二二、后台对测量数据采集问题、后台对测量数据采集问题发电机的运行参数：定子电

10、压、定子电流、转子电压、转子电流、有功功率、无功功率。目前国内知名品牌国电南自的发电机保护装置型号为：DGT801，只是具有保护功能，不具备测量功能，既接入保护装置的电流信号只是保护 CT 的二次线，测量 CT 的二次无法接入微机保护装置，从而导致后台监控系统遥测量无法显示。但是国外品牌的微机保护装置如：ABB 发电机保护装置，接入保护装置的电流信号只是保护 CT 的二次线，测量 CT 的二次线不需要接入微机保护装置，但是后台监控系统遥测量却能正常显示。而且，国电南自的发电机保护装置 DGT801，只起保护作用，不参与控制。从而也无法实现后台合闸。解决后台显示遥测量的方法一：利用保护屏上的综合

11、测控装置，将定子电压、定子电流、转子电压、转子电流通过导线接入综合测控装置，综合测控装置会将通过通讯将发电机的运行参数远传至后台监控装置，显示发电机的运行参数。解决后台显示遥测量的方法二：将可控硅励磁装置的通讯端口用网线接入规约转换器，规约转换器和后台监控装置相连，由励磁厂家提供通讯规约文本给后台厂家，后台厂家编制规约转换程序并将程序写入规约转换器的ROM，那么可将发电机的运行数据远传至后台，形成后台遥测量表。三三、后台对计量数据的采集问题、后台对计量数据的采集问题首先将发电机的电度表更换为多功能数显表，将表的通讯端口用网线接入规约转换器，规约转换器和后台监控装置相连，数显表的规约文本提供应后台厂家，后台厂家编制规约转换程序并将程序写入规约转换器的 ROM，那么可将数显表的表底远传至后台，形成后台自动抄表。四四、可控硅整流励磁装置的监控问题、可控硅整流励磁装置的监控问题目前，几乎所有的发电机励磁装置均采用可控硅整流励磁装置，该装置有以下信号：发电机电压回路断线、欠励限制、强励限制、起励失败、快熔熔断、调节器电源故障、励磁开关 FMK 合位、调节器故障。在旧的保护下，这些信号通过信号灯和光字牌来显示。 采用微机保护装置后，将这些信号作为遥信量先接入微机保护装置，那么这些遥信量就通过保护装置和后台监控装置之间的通讯传入后台，由后台显示这些信号，并