- 頭條南瑞繼保科研人員發表大型燃氣輪發電機組保護關鍵技術的研究成果2022-04-06 作者：鐘守平、王洪林 等 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語南京南瑞繼保電氣有限公司的研究人員鐘守平、王洪林 等，在2021年第12期《電氣技術》上撰文，針對我國大型燃氣輪發電機組保護配置現狀，結合DL/T 1505—2016《大型燃氣輪發電機組繼電保護裝置通用技術條件》，就燃氣輪機的定子單相接地保護、定子繞組匝間保護、負載換相型變頻器（LCI）直流接地保護、主變差動保護和變頻算法的關鍵技術進行研究，以求有效保障燃氣輪機的安全穩定運行，規范大型燃氣輪發電機組保護配置并指導現場技術改造。
近年來隨著我國工業的發展，環境問題頻發，燃氣發電作為一種成熟可靠的清潔能源，迎來了加速發展的契機。十二五期間隨著大型燃氣-蒸汽聯合循環電廠的不斷建設，燃氣輪發電機組繼電保護設備國產化水平逐漸提高。隨著燃氣發電廠總量的增多、運行機組和運行時間的穩步增加，業內對大型燃氣輪發電機組保護逐漸形成共識，制定了DL/T 1505—2016《大型燃氣輪發電機組繼電保護裝置通用技術條件》（以下簡稱“技術條件”）。
大型燃氣輪發電機多配備負載換相型變頻器（load commutated inverter, LCI），由LCI系統為發電機提供起動轉矩。起動過程中，發電機定子繞組電流最大約為額定電流的7%，機端電壓最大值約為額定電壓的17%，發電機轉子轉速介于0～2000r/min區間，對應定子側電氣量的頻率為0～33.3Hz，發電機的U/f值范圍為0.25～1.0。
在此過程中，采用常規傅里葉算法計算電氣量的正、負、零序分量會導致計算結果錯誤，部分保護的靈敏度可能下降，甚至無法動作，而另一些保護可能誤動。因此業內對于燃氣輪機組保護的研究，多集中在變頻起動過程中保護元件需做的特殊處理，或應新增的保護功能。例如，在起動過程中采用非線性加速的變頻序分量計算方法，在起動過程中配置定子接地保護的必要性及原理方案等。
技術條件對燃氣輪機組因變頻起動需要特殊處理或新增的保護做出了要求，比如定子接地保護、匝間保護、LCI直流接地保護、主變差動保護、逆功率保護和低頻保護等。
南京南瑞繼保電氣有限公司的研究人員根據大型燃氣輪發電機特點，結合DL/T 1505—2016《大型燃氣輪發電機組繼電保護裝置通用技術條件》的頒布執行，就大型燃氣輪發電機的定子接地保護、定子匝間保護、LCI系統直流接地保護、主變差動保護等的關鍵技術進行了研究，內容總結如下：
1）不同容量、不同接地方式的機組，定子接地保護配置存在差異，需要考慮鐵磁諧振造成PT燒毀及定子接地保護誤動的問題，必要時可以增加一次消諧設備和調整定子接地保護動作時間。
2）對于沒有匝間專用PT、未配置匝間保護的燃氣輪機組，可以考慮增配自產縱向零序電壓匝間保護以完善匝間保護性能。
3）在LCI變頻起動過程中，中性點接地變投入運行時需配置LCI直流系統接地保護，此外本文還提出了兩種解決該過程中主變差動保護易誤動的 措施。
4）在LCI變頻起動過程中，以往基于額定頻率的序分量計算方法不再適用，需采用變頻計算方法。
本研究所討論的原則對于規范我國大型燃氣輪發電機繼電保護配置和設計，指導現場保護裝置換型升級具有指導意義。
本文編自2021年第12期《電氣技術》，論文標題為“大型燃氣輪發電機組保護關鍵技術研究”，作者為鐘守平、王洪林 等。
