燃機電廠發電機保護系統探索

鄭子純

（杭州華電半山發電有限公司，浙江 杭州 315000）

發電機為當前燃機電廠進行電力生產時常用的一種設備，應用期間主要通過燃料燃燒產生一定的氣體，渦輪受到此種氣體的影響，會使得發電機發電，因此，為了確保發電機能夠正常使用，有效降低應用時出現的各類問題，則需要燃機電廠做好發電機的保護系統設置工作，使各類故障發生風險得到良好的控制，發電機可以長時間穩定高效的運行使用。

1 發電機的保護方式

燃機電廠的發電機，在具體使用過程中，會出現各種故障，例如發電機短路、單相接地等故障，導致發電機出現短接繞組短路電流增大情況，發電機受到該因素影響會出現故障或設備損壞問題；易導致發電機出現相間短路（電弧所致）、兩點接地短路，因此，發電機運行期間的故障需要引起技術人員的高度關注，選擇有助于發電機運行故障預防及影響降低的保護裝置，對發電機進行良好的運行保護。

縱差保護。該種繼電保護適用于發電機（1 MW）定子繞組保護、相間短路故障（引出線處）預防之中，常用的保護裝置具有數字化、可編程的特性，依托自身的特性與微處理器（32位）來發揮保護功效。電廠技術人員可以依據發電機設備的具體使用性能及故障類型，從故障風險規避的角度出發，對縱差保護裝置的保護程序進行重新編寫，使得該保護裝置的保護效果顯著提升，適應燃機電廠使用的發電機的運行保護情況。

選擇性接地保護。此種保護方式多在發電機定子繞組直線母線相接之后的接地故障預防中，如果發電機在實際應用期間出現了單相接地的情況，而且電流與設備常規運行下的電流情況進行對比，有著超標情況，此時應用該種接地保護方式，便可以對電流引起的發電機運行故障進行良好的干預。若燃機電廠應用的發電機容量超過100 MW，應用該種保護方式，便有著100%的定子接地保護區域，在發電機容量處于100 MW以下時，此時參照發電機定子繞組串聯匝數，可知安裝的保護系統的接地保護區域串聯匝數要比參照值大，增大值約為90%。

勵磁回路保護方式。燃機電廠發電機在使用期間，也會發生勵磁回路故障，需要技術人員事先對發電機容量大小進行明確。如果燃機電廠進行作業生產所用的發電機容量為1 MW或者低于該容量，為了有效規避設備的該種故障問題發生，就需要技術人員對于采用的發電機設備進行定時檢查裝置的裝配，以降低問題發生風險。如果電廠應用的發電機容量較大，超過1 MW，需要技術人員在發電機的相應位置處進行勵磁回路接地保護裝置的安裝。

失磁保護。燃機電廠發電機使用期間，還會出現勵磁消失故障問題。為了降低該故障發生發展給發電機正常運行所致的不良影響，需要技術人員對該故障發生原因與表現進行準確把握。如果發電機的工作不允許出現失磁運行情況時，技術人員應及時將自動滅磁開關及斷路器開關進行斷開處理，可確保發電機的正常運行；如果燃機電廠應用的發電機容量在100 MW以上，并且屬于半導體勵磁時，要求技術人員在此種發電機之上進行失磁保護裝置的安裝，這樣在發電機運行過程中出現失磁問題時，設備的運行參數一般不會出現較大的異常改變，促使設備運行狀態良好[1]。

2 燃機電廠發電機保護系統的配置和特點

2.1 配置

常規情況下配置燃機電廠發電機的保護系統時，需要依據各個發電機的容量大小進行保護裝置的針對性配置，不可出現盲目配置的情況。當前大多數燃機電廠所用的發電機容量為300 MW或者高于該容量標準的發電機，所以對其進行保護系統配置時，總結以往的配置經驗，可以了解到主要包括下列內容：發動機差動保護、過激磁保護、基波定子接地保護、失磁保護、逆功率保護、三次諧波定子接地保護、啟停機保護等多項。在對該類型發電機進行保護系統裝配時，需要技術人員注意做好發電機設備的失步保護的裝配，并且對大容量發電機進行差動及接地保護裝配后，要求技術人員對于這兩種保護動作的算法、頻率進行相關性的計算。如果兩項內容無關系，無需對發電機進行啟停機裝置的裝配。對于容量較小的發電機進行保護系統配置時，需要技術人員結合此類容量不超過100 MW發電機的特點，參照大容量發電機的保護系統裝配內容，進行保護系統的針對性且簡單的裝配，無須全部裝配，選擇適合該種發電機的保護系統裝配內容應用即可[2]。

2.2 特點

設置匝間保護裝置?，F階段我國很多燃機電廠使用的發電機設備與專門的配套設備，多數來自國外，缺少發電機設備進行匝間保護裝置的設置。而火電廠在應用發電機及相關的保護裝置時，為了避免發生匝間故障，則進行了高效能匝間保護裝置的裝配。差動保護獨立，即燃機電廠應用的發電機進行了該設備、主變壓器的獨立差動保護裝置的設置，而火電廠發電機則進行了專門的大差動保護裝置的設置。逆功率保護裝置。當前我國應用燃氣輪發電機進行生產作業的燃機電廠，在應用的設備容量為200 MW或者超過該容量時，均進行了逆功率保護裝置的配置，以避免設備運行故障發生。低電壓保護裝置。由于燃機電廠應用的發電機工作時，容易出現機端三相電壓下降（同一時間）之下的電流增大表現，之后發電機受到該種電流的影響，會出現發電機自身溫度高的情況，進而會導致設備被燒毀問題發生，所以這些發電機在工作時要設置專門的低電壓保護裝置，以降低設備因電流因素影響所致的燒毀問題發生率。

3 結語

燃機電廠發電機保護系統，可以保護設備，一旦在發電機使用過程中出現問題，依托保護系統便可以及時檢出問題，第一時間發出警報提醒并停機。檢修人員可以迅速對出現故障的地方進行維修處理，防止發電機應用期間發生故障后繼續使用而導致設備嚴重損毀問題，從而使得設備故障問題可以被及時發現與妥善處理，發電機可以在后續的發電生產中穩定可靠的應用。所以保護裝置對于燃機電廠發電機組的有效運行利用生產的積極影響較大，需要電廠技術人員對于保護系統包含的內容有著較多的了解，進而基于保護系統的應用特點、保護方式、配置，做好發電機保護裝置的設置工作，確保保護系統的應用價值可以充分發揮。