PDF《区外故障引起的发电机功率突降保护误切机动作分析》

2018 年1月Electric Power Engineering Technology 第37 卷第1期区外故障引起的发电机功率突降保护误切机动作分析蒋琛1,刘 亚南1,唐 一铭1,曹 海欧2,韩 叶松3(1.

江苏方天电力技术有限公司,江苏南京211102;

2. 国网江苏省电力有限公司,江苏南京210029;

3. 江苏国信扬州发电有限责任公司,江苏扬州225131) 摘要:在发电机组甩负荷初始状态时,发电机功率突降保护装置可快速作出判断并安全停机.文 中描述了某电厂出线故障引起功率振荡,发电机组功率变送器传变周期与汽轮机数字电液控制系统(DEH)的设定值不匹配,且波形发生畸变,继而造成机组调门误关闭,功率突降保护动作导致跳机的事件,分析了此动作事件成因,并就如何防范与解决大型机组发生类似问题提出了合理化建议和改进思路.关键词:区外故障;

系统振荡;

功率突降保护;

功率变送器;

负荷干扰控制中图分类号:TM772 文献标志码:A文章编号:2096-3203( 2018) 01-0159-06 收稿日期:2017-09-17;

修回日期:2017-10-21

0 引言目前,江苏省内新建汽轮发电机组出线多采用 同杆并架 的设计方式,可以节省大量投资.但 当对侧变电站发生母线故障或者线路开关偷跳时,将直接导致发电机组功率无法送出,此时若发电厂未设置功率突降保护或超速保护不动作,极易造成汽轮机超速、发电机变压器组过电压等恶劣后果,这对发电厂安全生产构成重大威胁.因 此,功率突降保护装置被广泛应用以解决该问题[1-3]. 随着国内大型机组日趋增多,发电机组与电网之间的联系也越来越紧密.如 何提高机组和电网发生异常或故障时机网之间的协调能力,提高电厂继电保护、热工技术,提升设备的稳定性就成了发电技术的一个新课题[4-7]. 文中针对江苏某电厂送出线路区外故障,引起功率振荡,导致机组全停事件进行原因分析,阐述防范措施,为解决国内机组可能存在的类似隐患提供了合理化建议和改进思路.1设备概况与事件经过江苏某电厂2台600 MW 机组正常运行,升压站采用双母线接线方式,送出线为4条220 kV 线路,母联开关正常合环运行.机 组汽轮机数字电液控制系统(digital electric hydraulic control system, DEH) 采用西门子T3000 控制系统,通过数字计算机、电液转换机构、高压抗燃油系统和油动机控制汽轮机主汽门、调节汽门的开度,实现对汽轮机组转速和负荷的实时控制.机组送出线路区外,电网某处发生B相接地故障,30 ms 后单相接地消失,之后120 ms 衍变为三相短路.因 故障线路未装设全线速动保护,故三相故障后后备距离保护II 段延时300 ms 才动作切除故障,致使整个故障持续时间为450 ms. 因三相故障持续时间较长,造成电网负荷波动较大,波动过程持续3个周期,历时2.67 s 左右.系 统波动造成发电机机端二次相电压最低至36 V(额定电压的62%)左右,主变高压侧二次相电压最低至26 V( 额定电压的45%)左右.整 个过程中发电机端二次电压的最大变化幅度超过27 V, 主变高压侧二次电压的最大变化幅度超过40 V.发电机端二次电流最高达到8.8 A(额定电流为4.23 A) , 超过额定电流2倍.在机端电压波动过程中,厂用电电压也随之波动,使锅炉给煤机跳闸,导致锅炉主燃料跳闸(main fuel trip, MFT) .此外,因发电机功率变送器存在传变周期与DEH 刷新频率不匹配且波形畸变的情况,故系统振荡时,满足汽机快控功能(又 称负荷干扰控制功能,简称KU) 动作条件,使得调门快速关闭.当机组有功功率降至发电机额定功率的12%以下时,功率突降保护动作停机.2原因分析2.1 给煤机变频器控制回路给煤机变频器控制回路电源使用厂用400 V 系统,由变比为380 V/