发电机逆功率保护的CT配置的探讨
陈景阳
(青海石油管理局)
摘要：汽轮发电机在运行过程中，可能会由于各种原因导致失去原动力, 发电机变为电动机运行,从而产生逆功率，逆功率对发电机本身无害，但会使汽轮机转子尾部叶片因鼓风损失而过热以至损坏，所以需要装设逆功率保护。
目前，我们的发电机保护配置一般都将逆功率保护使用的电流互感器归结为保护类，即和发电机的其它保护一起使用P类电流互感器，但是逆功率保护元件实际上是测量元件，更适合选用测量级次的电流互感器。
关键词：逆功率、P类电流互感器、测量电流互感器
THE PROBE OF CTS FOR GENERATOR REVERSE POWER PROTECTION
CHEN JING YANG
(DONGFANG ELECTRIC CORPORATION LIMITED R&D CENTRAL ELECTRIC DESIGN INSTITUTE) Abstract: during the operation of the turbine generator，variety of reasons may result in the loss of the driving force for the generator to run as electric motors, resulting in reverse power, reverse power on the generator itself harmless, but it will make the tail rotor blade turbine losses due to blast damage and overheating, so it is necessary to install reverse power protection.
At present, the current transformer for reverse protection of generator is generally configured with protection current transformer, namely the reverse protection and other protections for generator are configured with P-type current transformer, but the reverse power protection component is actually measured components, more suitable for measuring levels of selected current transformer.
Key words: reverse power、P type current transformer、measuring current transformer 汽轮发电机在运行过程中，可能会由于各种原因导致失去原动力, 发电机变为电动机运行,造成这种情况的主要的原因有以下两点：
1、当机炉保护动作关闭主汽门或由于调整控制回路故障而误关闭主汽门，在发
电机断路器跳开前发电机将转为电动机运行。
2、发电机在过负荷、失磁等各种异常运行保护动作后，需要程序跳闸时，保护
先关闭主汽门，由程序逆功率保护经主汽门位置接点闭锁，延时动作于发电机断路器跳闸，在跳闸前发电机将转为电动机运行。
上述情况下，逆功率对发电机本身无害，但会使汽轮机转子尾部叶片因鼓风损失而过热以至损坏，所以需要装设逆功率保护。
目前，我们的发电机保护配置一般都将逆功率保护使用的电流互感器归结为保护类，即和发电机的其它保护一起使用P级或者TP级电流互感器，但是逆功率保护元件实际上是测量元件，更适合选用测量级次的电流互感器。
下面，我们将对逆功率保护相应配置的电流互感器类型作一些比较和探讨。
以300MW机组为例，发电机逆功率保护定值的计算如下：
动作功率P op的计算公式为：
P op＝K rel(P1+P2)
式中：K rel——可靠系数，取0.5～0.8；
P1——汽轮机在逆功率运行时的最小损耗，一般取额定功率的2%～4%；
P2——发电机在逆功率运行时的最小损耗，一般取P2≈(1－η)P gn。
其中：η——发电机效率；一般取98.5
P g——发电机额定功率。
如果逆功率保护使用P类电流互感器，保护用电流互感器推荐选用TPY型， TPY 型电流互感器的误差值见下表1，发电机的相关保护配置见图1。
表 1 TP级保护用电流互感器的误差限值
在额定工况下：
P op＝K rel(P1+P2)
＝0.8X[(2%X30X104)+(1-98.5%)X30 X104]
=8400KW
按此保护动作的定值，在使用TPY类电流互感器时，由于电流互感器二次侧电流的误差，将可能带来的功率误差为：P w1=±10%X P op=±10%X8400=±840KW。
如果逆功率保护使用测量用电流互感器，如0.2级，0.2级电流互感器的误差值见下表2，发电机的相关保护配置见图2，
表 2 测量用电流互感器的误差限值
在额定工况下：
P op＝K rel(P1+P2)
＝0.8X[(2%X30X104)+(1-98.5%)X30 X104]
=8400KW
按此保护动作的定值，在使用0.2级电流互感器时，由于电流互感器二次侧电流的误差，将可能带来的功率误差为：P w2 =±0.2%X P op=±0.2%X8400=±168KW
采用TPY级和0.2级电流互感器，在发电机逆功率保护动作时，可能存在的误差可以为：|P w
1| -|P w2|=840-168=672KW。
通过上面的计算我们可以看出，一台300MW的机组，如果使用TPY级电流互感器作逆功率保护的电流判据，和使用0.2级的电流互感器相比较，将会可能产生672KW的误差，即相对使用0.2级的电流互感器而言，保护可能会提前动作，造成不必要的停机，或者是保护滞后动作，后一种情况相当于多了一台672KW 的电动机在拖动发电机逆向转动，这将对汽轮机转子尾部叶片造成更大的损坏。
结论：通过以上比较，我们不难看出，发电机逆功率保护，更适合使用测量级电流互感器而不是保护级电流互感器，因此，在条件许可的情况下，将逆功率保护使用的电流互感器与发电机其它保护区别开来，是对保护方案的一种优化，这样做对汽轮机的安全运行是非常有利的。
参考文献：[1]<<电流互感器和电压互感器选择及计算导则>>(DL/T 866-2004)
[2]<<大型发电机变压器继电保护整定计算导则>>(DL/T 684-1999)
[3]<<继电保护和安全自动装置技术规程>>(GB/T 14285-2006)
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