中小型發(fā)電機微機保護及后臺監(jiān)控裝置改造

1、中中小小型型發(fā)發(fā)電電機機微微機機保保護護及及后后臺臺監(jiān)監(jiān)控控裝裝置置改改造造 張張 黨黨 院院單位：北京東方石油化工化工四廠單位：北京東方石油化工化工四廠時間：時間：2009-7-272009-7-27目 錄摘要：.3一、早期的中小型發(fā)電機組勵磁和繼電保護狀況.4二、當(dāng)今中小型發(fā)電機組勵磁和繼電保護狀況 .4三、中小型發(fā)電機組繼電保護改造 .5一 、保護改造 .51 、發(fā)電機注入式轉(zhuǎn)子一點接地保護.62 、發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地保護.7二 、后臺對測量數(shù)據(jù)采集問題.9三 、后臺對計量數(shù)據(jù)的采集問題.9四 、可控硅整流勵磁裝置的監(jiān)控問題 .9四、參考文獻.9摘摘 要要首先對中小型發(fā)電機舊的電磁式繼電

2、保護配置、勵磁系統(tǒng)狀況進行了綜合介紹，指出了當(dāng)今中小型發(fā)電機組勵磁裝置和繼電保護的開展?fàn)顩r。詳細介紹了中小型發(fā)電機繼電保護采用微機保護的改造方法，充分利用了微機保護裝置、綜合測控裝置、后臺監(jiān)控裝置的性能，解決了轉(zhuǎn)子兩點接地，遙測量、遙信量傳入后臺，電量計量自動抄表，可控硅勵磁裝置信號進后臺等問題。有些方法具有創(chuàng)新性，并且對其他單位中小型發(fā)電機微機保護改造具有借鑒意義。該改造方法在化四 3000KW 汽輪發(fā)電機微機保護改造獲得了成功，改造后系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：發(fā)電機 微機保護 遙測量 繼電保護 中中小小型型發(fā)發(fā)電電機機 微微機機保保護護及及后后臺臺監(jiān)監(jiān)控控裝裝置置 改改造造一、早期的

3、中小型發(fā)電機組勵磁和繼電保護狀況一、早期的中小型發(fā)電機組勵磁和繼電保護狀況中小型發(fā)電機組目前在存在一定的數(shù)量，主要用于熱電聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域，尤其存在于石化行業(yè)的企業(yè)自備發(fā)電機組，早期的中小型發(fā)電機組有以下特點：1、勵磁系統(tǒng)采用直流勵磁機勵磁存在旋轉(zhuǎn)噪聲大、功率損耗大、電刷和換向片間易打火、換向器磨損燒蝕、調(diào)節(jié)勵磁電流的自動調(diào)壓器自動調(diào)節(jié)勵磁變阻器手動調(diào)節(jié)易出現(xiàn)接觸不良、維護工作量大等諸多缺點。2、繼電保護采用傳統(tǒng)的電磁式繼電保護。其可靠性、靈敏性和微機保護裝置相比，相差一個數(shù)量級，時常發(fā)生繼電器接點粘聯(lián)、不接通、線圈過熱、彈簧疲勞導(dǎo)致定值不準(zhǔn)的缺陷，繼電保護的可靠性差、靈敏性低，誤動和拒動的幾率大，保

4、護整定調(diào)試的難度大，效率低，3、保護的典型配置一般是：1 、差動保護；2 、復(fù)合電壓閉鎖過電流；3 、過負荷報警 ；4 、定子接地；5 、轉(zhuǎn)子一點接地發(fā)信號 ；6 、轉(zhuǎn)子兩點接地。4、發(fā)電機的保護需要兩臺保護屏。轉(zhuǎn)子一點接地發(fā)信號和轉(zhuǎn)子兩點接地占用一臺保護屏，其余的保護占用一臺保護屏。二、當(dāng)今中小型發(fā)電機組勵磁和繼電保護狀況二、當(dāng)今中小型發(fā)電機組勵磁和繼電保護狀況隨著電氣技術(shù)的進步，當(dāng)今中小型發(fā)電機組勵磁和保護狀況出現(xiàn)了以下特點：1、發(fā)電機的勵磁采用可控硅整流勵磁裝置?？煽毓枵鲃畲趴朔酥绷鲃畲艡C的缺點，具有響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)性好，維護量低，自動化程度高。2、繼電保護采用微機保護。具有以下優(yōu)點

5、：1 、提升了繼電保護的技術(shù)等級2 、提高了繼電保護的可靠性、靈敏性3 、降低了保護校驗的復(fù)雜性、提高了保護校驗工作效率。舊的電磁式保護整定調(diào)試的難度大，效率低，完全憑借調(diào)試人的經(jīng)驗和手感，微機保護裝置調(diào)試簡便，效率提高近 10 倍。4 、減少了備件的數(shù)量和型號舊的電磁式保護各種繼電器的備件數(shù)量很大、型號雜，不但占用資金，而且采購日益困難。5 、節(jié)約了保護調(diào)試的人力本錢和調(diào)試費用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：新建微機保護裝置滿 1 年調(diào)試一次，之后滿 3 年調(diào)試一次，由此可見，節(jié)約的人力本錢非常巨大。3、配套微機保護安裝后臺監(jiān)控系統(tǒng)。使得事故處理更加正確，快捷。故障原因判斷準(zhǔn)確，處理方法更加具有有針對性，更加

6、快捷。實現(xiàn)了電量計量自動抄表，采用后臺后，后臺計算機自動讀取電度表的電量參數(shù)，刷新頻率可到達 1 秒。而且電量報表存于計算機的硬盤中，便于查詢，使得電量核算更加準(zhǔn)確，客觀。三、中小型發(fā)電機組繼電保護及其后臺監(jiān)控裝置改造三、中小型發(fā)電機組繼電保護及其后臺監(jiān)控裝置改造中小型發(fā)電機組繼電保護改造采用微機保護，并配套安裝后臺監(jiān)控系統(tǒng)要解決以下幾個技術(shù)問題：1、保護改造；2、后臺對測量數(shù)據(jù)采集問題；3、后臺對計量數(shù)據(jù)的采集問題；4、勵磁裝置的監(jiān)控問題一一、保護改造、保護改造1、保護的改造，將保護 CT 的二次線 Ia、Ic、In、母線 PT 的二次線接入微機保護裝置，即可實現(xiàn) 1 、差動保護；2 、復(fù)合

7、電壓閉鎖過電流；3 、過負荷報警 ；4 、定子接地四種保護。然后將以下開關(guān)量開入微機保護裝置，通過微機保護裝置傳入后臺。開關(guān)量為：斷路器合閘、彈簧未儲能、手車試驗位置、手車工作位置、接地刀閘合位、勵磁開關(guān) FMK 合位、FMK 聯(lián)動跳閘、汽機屏跳閘、直流小開關(guān)跳閘。2、對于轉(zhuǎn)子一點接地發(fā)信號 ；轉(zhuǎn)子兩點接地跳閘保護，也可通過發(fā)電機保護裝置實現(xiàn)。舊的發(fā)電機轉(zhuǎn)子保護專門配置一面保護屏，其原理是利用電橋平衡原理，當(dāng)發(fā)生了一點接地后，報警，然后由運行人員手動投入轉(zhuǎn)子兩點接地保護。在采用微機保護改造時，對于轉(zhuǎn)子一點接地發(fā)信號 ；轉(zhuǎn)子兩點接地跳閘保護均可由保護裝置實現(xiàn)，而且在當(dāng)發(fā)生了一點接地后，報警，然后

8、由保護裝置自動投入轉(zhuǎn)子兩點接地保護。其原理如下：11、發(fā)電機注入式轉(zhuǎn)子一點接地保護、發(fā)電機注入式轉(zhuǎn)子一點接地保護保護采用直流電源原理，直流電源由裝置自產(chǎn)。因此在發(fā)電機運行及不運行時，均可監(jiān)視發(fā)電機勵磁回路的對地絕緣，該保護動作靈敏，無死區(qū)。保護的輸入端與轉(zhuǎn)子負極及大軸連接。保護有兩段出口供選用。雙套化配置方案中，轉(zhuǎn)子接地保護由于保護原理的要求不能雙套化。否那么會相互影響導(dǎo)致測量失誤。如果采用一套運行，一套備用方式，需要時應(yīng)可靠平安的帶電切換。轉(zhuǎn)子一點接地保護的邏輯框圖如圖一所示：檢測漏電流計算RgRgRg1RgRg2t1t2大軸600負極602信號信號切機對單元件橫差加延時及投入轉(zhuǎn)子兩點接地保

9、護圖一 轉(zhuǎn)子一點接地保護的邏輯框圖如圖22、發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地保護、發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地保護當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組兩點接地時，其氣隙磁場將發(fā)生畸變，在定子繞組中將產(chǎn)生二次諧波負序分量電勢，轉(zhuǎn)子兩點接地保護就是反映定子電壓中二次諧波“負序分量。 在轉(zhuǎn)子一點接地保護動作后，自動投入轉(zhuǎn)子兩點接地保護，轉(zhuǎn)子兩點接地保護的邏輯框圖如圖二所示：U22U2gU22U2lt信號出口RgR設(shè)定設(shè)定圖二 轉(zhuǎn)子兩點接地保護邏輯圖轉(zhuǎn)子+轉(zhuǎn)子-轉(zhuǎn)子-大軸大軸 轉(zhuǎn)子一點接地 轉(zhuǎn)子漏電流+ 24V -KIS轉(zhuǎn)子量轉(zhuǎn)化器1CPURP圖三 轉(zhuǎn)子兩點接地保護電氣原理圖二二、后臺對測量數(shù)據(jù)采集問題、后臺對測量數(shù)據(jù)采集問題發(fā)電機的運行參數(shù)：定子電

10、壓、定子電流、轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流、有功功率、無功功率。目前國內(nèi)知名品牌國電南自的發(fā)電機保護裝置型號為：DGT801，只是具有保護功能，不具備測量功能，既接入保護裝置的電流信號只是保護 CT 的二次線，測量 CT 的二次無法接入微機保護裝置，從而導(dǎo)致后臺監(jiān)控系統(tǒng)遙測量無法顯示。但是國外品牌的微機保護裝置如：ABB 發(fā)電機保護裝置，接入保護裝置的電流信號只是保護 CT 的二次線，測量 CT 的二次線不需要接入微機保護裝置，但是后臺監(jiān)控系統(tǒng)遙測量卻能正常顯示。而且，國電南自的發(fā)電機保護裝置 DGT801，只起保護作用，不參與控制。從而也無法實現(xiàn)后臺合閘。解決后臺顯示遙測量的方法一：利用保護屏上的綜合

11、測控裝置，將定子電壓、定子電流、轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流通過導(dǎo)線接入綜合測控裝置，綜合測控裝置會將通過通訊將發(fā)電機的運行參數(shù)遠傳至后臺監(jiān)控裝置，顯示發(fā)電機的運行參數(shù)。解決后臺顯示遙測量的方法二：將可控硅勵磁裝置的通訊端口用網(wǎng)線接入規(guī)約轉(zhuǎn)換器，規(guī)約轉(zhuǎn)換器和后臺監(jiān)控裝置相連，由勵磁廠家提供通訊規(guī)約文本給后臺廠家，后臺廠家編制規(guī)約轉(zhuǎn)換程序并將程序?qū)懭胍?guī)約轉(zhuǎn)換器的ROM，那么可將發(fā)電機的運行數(shù)據(jù)遠傳至后臺，形成后臺遙測量表。三三、后臺對計量數(shù)據(jù)的采集問題、后臺對計量數(shù)據(jù)的采集問題首先將發(fā)電機的電度表更換為多功能數(shù)顯表，將表的通訊端口用網(wǎng)線接入規(guī)約轉(zhuǎn)換器，規(guī)約轉(zhuǎn)換器和后臺監(jiān)控裝置相連，數(shù)顯表的規(guī)約文本提供應(yīng)后臺廠家，后臺廠家編制規(guī)約轉(zhuǎn)換程序并將程序?qū)懭胍?guī)約轉(zhuǎn)換器的 ROM，那么可將數(shù)顯表的表底遠傳至后臺，形成后臺自動抄表。四四、可控硅整流勵磁裝置的監(jiān)控問題、可控硅整流勵磁裝置的監(jiān)控問題目前，幾乎所有的發(fā)電機勵磁裝置均采用可控硅整流勵磁裝置，該裝置有以下信號：發(fā)電機電壓回路斷線、欠勵限制、強勵限制、起勵失敗、快熔熔斷、調(diào)節(jié)器電源故障、勵磁開關(guān) FMK 合位、調(diào)節(jié)器故障。在舊的保護下，這些信號通過信號燈和光字牌來顯示。 采用微機保護裝置后，將這些信號作為遙信量先接入微機保護裝置，那么這些遙信量就通過保護裝置和后臺監(jiān)控裝置之間的通訊傳入后臺，由后臺顯示這些信號，并