大容量燃气轮发电机在起动过程中继电保护应采取的措施.pdf

维普资讯 第34卷 第20期 继 电器 Vo1．34 No．20 16 2006年10月16日 RELAY 0ct．16．2006 大容量燃气轮发 电机在起动过程 中继 电保护应采取的措施 刘志文 ，赵 斌 ，沈燕华 ，姚晴林 (1．许继电气有限公司，河南许昌461000；2．合肥工业大学，安徽 合肥230009) 摘要：大容量燃气轮发电机几乎都采用变频起动方式，在变频起动过程 中是否应加装专门的低频过流保护以 及某些子保护是否应被闭锁的问题，当前在国内工程学术界有争论。详细分析 了静止变频器 (SFC)的起动步 骤及起动过程中燃气发电机组的电压、电流、转速等参量随时间变化的特性以及逆功率保护、失磁保护等在启 动过程中的特征，对变频起动过程中某些子保护是否应被闭锁提 出了自己的见解。同时也对变频起动过程中 加装低频过流保护的必要性以及该保护的应用提 出了见解。 关键词：燃气轮发电机； 变频起动； 静止变频器(SFC)； 低频过流保护； 继电保护 中图分类号：TM77 文献标识码：B 文章编号2006)20-0016-04 0 引言 近几年，我国陆续进 口了不少大容量 (如每台 40万kW)燃气轮发电机组，几乎都采用变频起动方 式，其继电保护多数是进 口的，国产保护装置正逐步 进入燃气轮发电机组领域。国内有些电力设计院的 设计结论以及某些研讨会的会议纪要认为：在燃气 轮发电机组变频起动过程中，逆功率保护、失磁保 护、失步保护、低压过流保护、100％定子接地保护、 断路器失灵保护、误上电保护等多种保护都应被闭 锁，待发电机并网后再解除闭锁。此外，还有一种观 点认为：在变频起动过程中如果发电机定子回路及 其引出线发生相间短路，由于变频起动装置 (SFC) 图1 机组变频起动接线图 内部的可控硅作用，能 自动将输出电流减小，因而发 Fig．1 Connectionofthegenerator transformer 电机无需装设专门的 “低频过流保护”。本文对上 unitrfequencyconversionstart—up 述诸问题有不同的见解，以下详细分析。 机组变频起动的主要操作步骤 (按先后次序) 为了分析机组在变频起动过程中保护的特性， 为 ： 有必要首先论述机组变频起动的主要步骤及起动各 1)合起动励磁变低压侧闸刀ZDse，合起动励磁 阶段电压、电流、转速等参数的特点。 变高压侧断路器 DLse，合 SFC输出端闸刀 ZDs，合 l 静止变频器 (SFC)的起动步骤及起动过 SFC隔离变压器高压侧断路器 DLs，合励磁开关 程中燃气发 电机组的电压、电流、转速等 LK，机组相当于一个同步电动机 以同步方式开始起 参量随时间变化的特性 动，见图2的a点，转速 n上升，于 b点 n=510转／ 分。电机机端电压 U (即SFC输出电压)、定子电 采用 SFC变频起动的接线图见图1。 流，(即SFC输出电流)、转速 2／随时间变化的曲线 图1中SFC变频电源装置 ，输入三相 50Hz交 见 图2所示 。 流，输出为变频的三相交流，其频率 自动随发电机转 2)当达到 “c”点 ，燃气轮机点火，电机在 SFC 速的升高而同步地升高，基本原理为 “交流一直流