燃機電廠發(fā)變組主接線及其保護配置的特點

燃機電廠發(fā)變組主接線及其保護配置的特點摘要：對燃機電廠主要線路出口斷路器設置進行分析，并探討其配置保護的特點，總結(jié)了不同容量燃機變量組的保護配置，發(fā)現(xiàn)其都是同一個典型的保護功能配置，還對比了燃氣輪機的發(fā)變組成與傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電機組的功能配置，指出機組容量較大時，機器端應配置保護斷路器故障時的發(fā)電機出口；在備份保護配置方面，應安裝保護反向電源和低壓的配置；在容量過大時，還應配置失步保護。但燃氣輪機保護動作不應設置程序跳閘反向電源出口。關鍵詞：保護配置；發(fā)變組；燃機電廠中國電力行業(yè)格局以火電為主，排放大量污染物的企業(yè)為火電廠。然而，作為一致認為的清潔能源一一天然氣，可以減少對環(huán)境的危害因素。此外，天然氣發(fā)電廠具有耗水量少、占地面積小的優(yōu)點。因其主要原料是天然氣，所以受到各國的重視。近年來，燃氣輪機電廠成功率高、機組啟動快、運行靈活。燃機電廠發(fā)變組主接線在主變壓器設置方面發(fā)揮重要作用，而且發(fā)電機出口斷路器設置和高壓廠用電源引接等方面也具有顯著特點，因此工作人員需要尋找不同容量燃機發(fā)變組的典型保護功能配置，而且要與傳統(tǒng)燃煤機組進行對比，找出容量較大的機組。這就便于工作人員對發(fā)電機出口帶斷路器時配置機端斷路器進行失靈保護，同樣在后備保護配置方面，也必須要裝設逆功率保護和低電壓保護和失步保護，在對于燃機保護動作方面就不需要設置程序跳閘逆功率出口。一般而言，聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)由1臺或1臺以上燃氣輪機發(fā)電機組，以及1臺渦輪發(fā)電機組共同組成的。［1］因此，相應的變壓器組保護不僅包括燃氣輪機發(fā)電機組保護和渦輪發(fā)電機保護，還包括主變壓器保護和高壓設備變壓器保護。由于燃氣輪機電廠以進口設備為主，不僅在發(fā)電機控制方面具有獨特的特點，在勵磁控制方面同樣有著自身的特點，并能對應一套可變保護配置方案，出口保護設計有別于傳統(tǒng)消防單元。因此，對主要連接一組變量的配置的對應特性和保護進行分析和研究，其具有一定的理論價值和實踐意義。在擴大國內(nèi)燃氣輪機電廠的建設方面，其同樣具有指導意義。眾所周知的是，我國電力工業(yè)的格局主要以火電為主，而火電廠是污染物排放相對較多的領域，極容易引起相應的環(huán)境問題。所以在這一背景下，天然氣是公認的清潔能源，工作人員完全可以利用天然氣發(fā)電來減小對環(huán)境的不良影響，同時天然氣電廠占地面積極小，耗水量也相對較少。一、燃機電廠發(fā)變組主接線特點1、 概述單軸和多軸布置是燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)都具有的。在單軸模式下，燃氣輪機、汽輪機和從動發(fā)電機布置在主軸上。通常，燃氣輪機和容量匹配的渦輪機共同驅(qū)動發(fā)電機。普通燃煤機組與機組主接線相同。燃氣輪機和汽輪機驅(qū)動分離發(fā)電機為多軸方式，這種安排往往連接渦輪機，是通過一個或多個燃氣輪機/余熱鍋爐單元。與燃煤機組相比，其在主連接設計上有其自身的特點，如高壓裝置電源的出口連接以及發(fā)電機出口斷路器的設置等。2、 發(fā)電機出口斷路器斷路器裝在發(fā)電機出口處。當發(fā)電機出口出現(xiàn)非對稱短路故障或運行在非對稱過載狀態(tài)時，其可以保護發(fā)電機不受損壞，因斷路器能迅速消除故障。斷路器應該考慮實用性和經(jīng)濟性，這也是發(fā)電機出口是否可裝斷路器的主要原因，其必須經(jīng)過相關經(jīng)濟分析后才能確定。機組的運行靈活性可由發(fā)電機出口斷路器增加，可以根據(jù)需要啟動和停止發(fā)電機，這與機組作為調(diào)峰電廠時機組頻繁啟動和停止的要求是一致的。［2］此外，對其他機組的影響將是最小的，特別是對于帶有共享主變壓器的小型燃氣輪機發(fā)電廠來說，只有當一臺發(fā)電機發(fā)生故障時才能停止。3、 燃氣輪機電廠主變壓器的設置燃氣輪機和蒸汽輪機通過獨立的主變壓器與母線相連，燃氣輪機和汽輪機通過單元與母線相連。燃氣輪機和汽輪機都采用發(fā)電機出口設定斷路器。這種設計方法通常適用于大容量燃氣輪機機組。渦輪由一個單元連接，渦輪在發(fā)電機出口有一個斷路器。燃氣輪機和蒸汽輪機通過主變壓器與機器末端的母線相連，然后與系統(tǒng)相連。4、 高壓設備電源連接燃煤機組高壓電廠使用的變壓器通常連接在發(fā)電機的末端，而燃氣輪機電廠存在汽輪發(fā)電機，相應的高壓電源連接有其自身的特點。燃氣輪機發(fā)電機組與燃氣輪機發(fā)電機組同時啟動和停止，可以從燃氣輪機發(fā)電機組出口和渦輪發(fā)電機組出口引導。當燃氣輪機關閉時，高壓電廠的電源應連接到燃氣輪機出口。二、燃機電廠發(fā)變組保護功能配置及特點1、 概述燃氣輪機電廠通常使用國外公司提供的燃氣輪機和輔助設備。燃氣輪機保護是國外公司的配套產(chǎn)品，不同于國內(nèi)燃煤機組的保護配置，而汽輪發(fā)電機、主變壓器、高壓廠用變壓器的保護與燃煤機組的保護沒有區(qū)別。［3］國內(nèi)公司提供汽輪機、主變壓器、高壓工廠變壓器及相應的輔助設備。2、 燃氣輪機發(fā)電機保護配置特點渦輪發(fā)電機與燃煤機組相比，其保護配置具有以下特點：（1） 在我國變壓器組保護設計中，考慮到變壓器組大差動保護，通常采取“四合一〃的原則。而渦輪電廠由于特殊的供電關系，只配備獨立的主變壓器差動和發(fā)電機差動。當主變壓器差動與發(fā)電機差動之間存在死區(qū)時，可考慮采用短導聯(lián)差動保護。（2） 由于燃氣輪機及配套設備依賴進口，進口機組被認為不太可能出現(xiàn)匝間故障，沒有特殊的匝間保護功能；國內(nèi)火電廠的發(fā)電機保護一般按繼電保護和自動安全裝置技術(shù)規(guī)程安裝專用匝間保護。（3） 繼電保護和安全自動裝置的技術(shù)規(guī)格說明燃氣輪機發(fā)電機應配備逆功率保護，而燃煤發(fā)電機組的正常的不正常操作模式發(fā)生器變電站的運行電機，和200mw汽輪發(fā)電機或更多應該配備逆功率保護。（4） 燃煤機組一般轉(zhuǎn)子接地保護由保護裝置（發(fā)電機組保護裝置或特殊轉(zhuǎn)子接地保護裝置）來實現(xiàn)，而汽輪機通常由勵磁調(diào)節(jié)裝置來完成。（5） 9F型燃氣輪機采用變頻起動方式，由于采用壓縮機作為汽輪機負荷，發(fā)電機和消磁脫扣后，不會出現(xiàn)汽輪發(fā)電機超速。因此，燃氣輪機保護沒有設置程序跳閘出口，也沒有相應配置程序逆功率保護。（6） 繼電保護和安全自動裝置的技術(shù)規(guī)范表明，在300MW及以上的發(fā)電機組中，失步保護是適用的，而文獻表明，對于大容量燃氣輪機發(fā)電機組，失步保護是非常必要的。（7） 國內(nèi)燃煤機組通常采用過電壓過勵磁保護代替低壓保護。發(fā)電機端部應安裝低壓保護，中性點處無引線。在燃氣輪機發(fā)電機保護中，通?？紤]低壓保護，以防止由于電機端部三相電壓降低而引起電機過熱。（8） 一般認為燃煤機組具有起止保護，通?？紤]的是反應相和地面故障的起止保護。燃氣輪機保護僅配置啟停定子接地保護和啟停發(fā)電機過流保護。燃煤機組勵磁系統(tǒng)的保護一般在發(fā)電機或發(fā)電機保護裝置中實現(xiàn)；然而，燃氣輪機電廠通常采用獨立裝置，因此燃氣輪機發(fā)電機保護不適用設置勵磁系統(tǒng)相關保護功能。對于大容量機組安裝斷路器時，應在機器端設置斷路器故障保護。三、結(jié)束語基于燃氣輪機電廠的頭發(fā)變成了主要線路，對于多軸分布設置在主變壓器、發(fā)電機出口斷路器設置和高壓廠進行了介紹，分析燃機電廠發(fā)變組的保護功能、配置和功能，記錄了發(fā)電機出口斷路器安裝將操作靈活性，以及這個時候的大容量單位，應配置機器端面斷路器故障保護。⑷在備份保護配置方面，應安裝反向電源保護和低壓保護，在容量過大時，還應配置失步保護。但燃氣輪機保護動作不應設置程序跳閘反向電源出口。參考文獻：何正浩，邙景樞，何國暢，等.燃氣輪機發(fā)電機的失穩(wěn)及保護[