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大型发电机—变压器组微机保护运行总结

2017-07-23 16:21:02 来源:

华东电力集团望亭发电厂11号发电机—变压器组,发电机为QFSN—300/2,20 kV,300 MW;主变压器为360MVA,(236±2×2.5%)kV/20 kV;厂高压变压器2台,20 MVA,(20±2×2.5%)kV/6.3kV。采用南京电力自动化设备总厂生产的WFBZ—01型发电机—变压器组微机保护。

1、WFBZ—01微机保护运行情况

1.1 动作情况 
  该保护装置于1996年12月26日首次并网,通过168h试运行,又经过一次全面消除缺陷和1998年5月~6月的第一次大修,在历时2年的运行过程中,保护全部动作情况。

1.2 动作分析 
  a.机组在168h试运行期间,以及试运行通过后的前半年运行期间,锅炉、热工、汽机等方面问题特别多,如锅炉燃烧不稳定,主燃料保护失灵,即MFT保护经常动作,造成停机、停炉。其逆功率保护1(由主汽门关闭开关量和逆功率1组成“与”门,经0.5s出口跳主断路器和灭磁开关)先后动作12次,其中1次不正确动作,是在168h试运行期间,由于热工输出的主汽门关闭开关量的常开、常闭接点接反,造成在并网时发电机瞬时逆功率动作出口停机、停炉,于是暂时停用逆功率保护1。在此期间,当热工保护动作停机、停炉时,由逆功率保护2经30s延时出口跳主断路器及灭磁开关,共动作9次,全部正确。另有6次属机热工保护动作(由主汽门关闭开关量和AST低油压组成“与”门),直接启动电气出口跳主断路器及灭磁开关。
  在1998年5月~6月机组第一次大修期间,最终查明原顺序停机用主汽门关闭开关安装不合理,同时主汽门关闭开关量和AST低油压组成“与”门直接启动电气出口也不尽合理,于是改成主汽门关闭开关量和AST低油压组成“与”门的回路和逆功率1组成顺序停机保护,这样必须由主汽门已关闭和逆功率保护1动作作为主汽门关严的充分条件,实现顺序停机、保护出口跳主断路器和跳灭磁开关。此后机、炉保护动作全部由逆功率保护1进行,其动作全部正确。 
  b.发电机定子冷却水断水保护动作1次。从定子断水保护本身来说,动作是正确的。由于设计时将断水保护延时设置于热工回路中,但实际上热工回路中无此延时,168h试运行期间出现冷却水瞬时波动断水,造成断水保护瞬时出口停机、停炉。后在微机保护的软件中设置定子断水保护延时,至今该保护运行正常。建议以后对断水保护的延时就设置在微机保护中,这很容易实现,而在热工回路中设置此延时,往往会造成某些疏漏。
  c. 1997年5月26日7点45分,发电机因某种原因工作于50 Hz手动励磁状态,当时发电机有功输出210MW,无功输出90Mvar,机端电压19kV,励磁机主励电流92A。此时根据系统要求,发电机增加有功输出,同时未及时调节50Hz手动励磁,当发电机有功增至282MW时,无功逐步进相至154Mvar,由于电枢反应和接至机端的50Hz手动励磁随机端电压下降,励磁反而降至75A,机端电压由19kV降至16.5kV,发电机功角由38.2°增至94.3°,定子电流由86.5%In增至113%In,机端阻抗(二次侧)由第Ⅰ象限ZF=24.17ej21.6° Ω迅速进入第Ⅳ象限ZF=11.95 e-j28.5° Ω,ZF进入失磁圆内,经1s,失磁保护动作出口,造成停机、停炉。失磁保护动作行为正确。
  d.发电机定子匝间短路保护由专用的电压互感器(TV)开口三角形连接的三相绕组(简称开口三角)供匝间保护测量发电机基波零序电压。匝间保护的灵敏段,其基波零序电压整定值为2V,延时0.1 s;不灵敏段,基波零序电压整定为4V;3次谐波制动电压门槛整定为4V,制动系数为0.4。发电机在各种负荷情况下测得开口三角基波零序电压小于0.065 V,微机保护显示屏显示基波零序电压小于0.017V。1997年11月27日18时58分,机组带有功负荷285MW,无功负荷140Mvar,系统内无操作也无故障,匝间保护突然出口跳闸。事后分析判断发电机定子绕组无匝间短路,于是重新启动机组,在发电机满速后,发电机升压至5kV,10kV,15kV,20kV时,测开口三角基波零序电压均小于0.017V,在20kV时,经1min,开口三角基波零序电压突升至2.01V,但一次系统无异常,过后开口三角基波零序电压又消失,后将发电机并网,经数分钟开口三角基波零序电压又升至1.95V,停留1min后又消失。在1997年11月28日发电机带230 MW负荷后,测开口三角基波零序电压为0.95V,但随后又消失,此时匝间保护按原定值投入信号,以后经长期监测,匝间保护开口三角基波零序电压均小于0.065V,且匝间保护至今未有动作信号出现。 
  1998年5月~6月机组大修时,曾对匝间保护一、二次回路进行重点检查,未发现异常。但在对接于机端另一组电压互感器(TV)进行空载特性试验时,发现当在电压小于UN情况下,伏安特性正常,至1.3UN时,TV立刻出现一次绕组匝间短路,从此绝缘未恢复。由此分析,可能该机组TV一次绕组匝间(层间)绝缘本身存在缺陷,在运行中可能有瞬时层间绝缘损坏情况。由于该TV在机端和匝间保护专用TV经发电机中性点中阻抗(5000Ω)并联,所以该TV一旦出现瞬时层间绝缘破坏,在匝间保护专用TV的开口三角处能测量到基波零序电压,从而导致匝间保护动作。另外在运行期间,高压出线近区曾发生接地故障,WFBZ—01型保护无任何异常情况发生。 
2、初步评价
  a.通过投产调试及第一次大修试验,认为WFBZ—01型微机保护调试方便、简单、可靠,因此取消了另配一套集成元件保护的方案。
  b.微机保护改动比模拟保护方便,易于实现。如低阻抗保护增加电流闭锁时,可以不增加任何硬件设备和回路,而仅在软件中实现。
  c.该装置已投运2年多,未发现重大缺陷。特别是1998年来,其逆功率保护、失磁保护等均有多次正确动作记录,其它保护也经过几次区外故障的考验,无误动等异常情况发生

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