正向低功率与程序跳闸逆功率保护在火电机组中应用比较

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1、2015年11月HuadianTechnologyNOV．2015正向低功率和程序跳闸逆功率保护在火电机组中的应用比较李毅，张小宏，何信林，王智高(西安热工研究院有限责任公司，西安710032)摘要：介绍了程序跳闸原理，程序跳闸的作用和电气过程，比较了程序跳闸正向低功率保护和程序跳闸逆功率保护在逻辑配置、作用、跳闸方式及特殊工况(甩负荷)的区别，并重点讨论甩负荷期间的不同，指出了正向低功率保护在常规火电机组中应用的可行性和优点，给出正向低功率保护定值的整定原则，并结合工程实例验证正向低功率动作逻辑。关键词：火电机组；正向低功率保护；程序跳闸；逆功率

2、保护；整定原则中图分类号：TM31文献标志码：A文章编号：1674—1951(2015)11—0022—030引言1机组运行期间程序跳闸过程分析发电机是向系统送出有功功率的，如果出现系程序跳闸对汽轮发电机首先关闭主汽门，待功统倒送有功，即发电机变成电动机运行，这就是逆功率继电器动作后，和汽轮机主汽门已关闭的辅助触率的异常工况。发电机变压器组(以下简称发变点构成与门，再跳发电机断路器并灭磁。程序跳闸组)保护装置中一般有2个逆功率继电器，其一用是一项保安措施，用于避免或减少发电机突然甩负于程序跳闸方式，即当过负荷保护、过励磁保护、低荷而引起的汽轮机超速

3、。机组关闭主汽门前，汽轮机拖动转子，发电机向励失磁保护等动作后，应保证先关主汽门，等到出现系统输出有功。稳态运行情况下，定转子磁场相对逆功率状态时就确信主汽门已经关闭，这时逆功率静止，定子合成磁场轴线与主极磁场(转子磁场)轴继电器动作，允许主断路器跳闸，这种程序跳闸就可线之间的夹角就是功角6，功角6在时间坐标上是避免因主汽门未关而断路器先断开引起灾难性“飞励磁电动势与机端电压之间的夹角(如图1车”事故；另一种逆功率继电器是用来构成逆功率所示)，励磁电动势。超前机端电压_4。保护的。作为汽轮发电机，当转入逆功率功率异常运行状态时，汽轮机主汽门已关闭，

4、汽轮机尾部叶片由于与残留蒸汽产生摩擦而形成鼓风损耗，过热而损坏。近年来，在一些与系统联系比较薄弱的机组上，为了防止功率送出通道突然中断，汽轮机跳闸后无电气保护动作带来的风险，在发变组保护中逐渐配f0、、，，，、、／、＼置了正向低功率保护。该保护判断机组甩负荷汽轮、／pta)机跳闸后，保护动作，发电机开关和灭磁开关跳闸，实现安全停机心]。本文中的正向低功率保护指的图1同步发电机向量图是用作程序跳闸的功率保护。机组关闭主汽门后，发电机向系统吸收有功，处本文主要讨论作为程序跳闸正向低功率保护和于同步电动机运行状态，功角6<0，电压超前励程序跳闸逆功率保护

5、在逻辑配置、作用、跳闸方式及磁电动势，即主机磁场滞后定子合成磁场，如图2特殊工况(甩负荷)的区别，指出正向低功率保护在所示j。常规火电机组应用的可行性和优点，并给出正向低关闭主汽门前，发电机的转速由汽轮机和系统功率保护定值的整定原则。频率决定，关闭主汽门后，电动机处于同步状态，转速由系统频率决定，即维持3000r／rain不变，只是在收稿日期：2015—08—06；修回日期：2015—10-08主汽门关闭后，转子的空间角度发生了变化，其大小第11期李毅，等：正向低功率和程序跳闸逆功率保护在火电机组中的应用比较。23·晶ilx．／fu／1／程序跳闸图

6、2同步电动机向量图取决于功角的变化量，即发电机功率的变化量。图4逆功率保护动作逻辑关闭主汽门前、后，发电机功率的变化如图3所示，随着功角不断减小，发电机功率P不断减小且由正变负。尸M程序跳闸DSt隐极电机b凸极电机图5低功率保护动作逻辑正常停机时，正向低功率动作，发电机转速没有图3同步发电机功率功角图升高。考虑保护的延时较长和断路器的动作时间，正常停机的程序跳闸动作步序为：紧急跳闸系当保护出口断路器跳开时，机组已经处于逆功率状统(ETS)动作，约100ms；主汽门关闭，约150ms；电态，即同步电动机状态。气保护装置收到关闭信号，功率元件动作，约1

7、003．2发电机在非短路性故障跳闸及机炉事故停机ms；保护延时，一般1000ms；保护出口，发电机开关发电机在非短路性故障跳闸时，保护动作，此时动作50ms；灭磁开关动作，100ms。可见，其程序跳是从基本负荷突然丢掉，汽轮机的转速上升很快，有闸过程约1500ms。可能飞车，因此，此时防止飞车必须要关闭汽轮机的2保护逻辑配置主汽门，发电机功率下降，再由汽轮机主汽门已关闭的辅助触点和功率保护动作构成与门，跳开发电机程序跳闸逆功率和正向低功率的保护逻辑图如断路器并灭磁(解列灭磁)]。程序跳闸逆功率和图4、图5所示。通过比较可以看出，2种保护都用正向低功

8、率保护均能确认因主汽门关闭而造成的功于程序跳闸，只是机组关闭主汽门后，电气保护用于率下降，保护正确动作。判断主汽门关闭的功