（1.海南核电有限公司572700；2.中国核电工程有限公司海南昌江572700）
摘要：发变组保护作为汽轮发电机保护的重要组成，在机组或系统发生故障时自动、快速、有选择的将故障切除，保证汽轮发电机的安全运行，其可靠性至关重要。本文详细阐述了几种发变组保护的逻辑原理，结合机组实际运行工况分析，针对特定保护，修改相应的辅助判据以及修改定值，对发变组保护逻辑进行优化，提高保护的可靠性与稳定性，避免保护的误动拒动。
关键词：发变组逻辑优化
简述
结合典型的电厂实际接线，采用发电机带出口断路器，经主变将电能送至电网，经高厂变将电能送至厂用电设备，维持机组的正常运行。整个发变组保护单元配置5台保护柜，包括两套发电机保护、两套主变高厂变保护，以及一台非电量保护柜，共同完成发变组单元的保护。在发变组保护调试过程中，发现发变组保护的几处逻辑存在不可靠性，存在巨大隐患，同时参考其他电厂相关反馈以及与保护厂家协商，最终完成逻辑修改，至今没有发生过保护的误动拒动事件。
发电机过频保护
结合相关电厂的经验反馈，由于某些发变组保护动作出口切机跳开发电机出口断路器，导致汽轮发电机突然间失去负荷，而GRE调速系统不能快速做出反应，造成汽轮发电机转速突然增加，达到频率保护定值，触发频率保护动作，且过频保护动作的出口为跳开220kV高压侧开关，造成全厂失去厂外电源，最终非计划停堆。考虑到机组当时的实际运行工况，发电机保护正确动作切机跳开发电机出口断路器，与电网解列，机组转入倒送电模式，由220kV开关经主变、高压厂变对6kV开关供电，保证厂用电设备安全运行，但是由于突然间发电机甩掉负荷，导致过频保护的误动作跳开高压侧开关，最终机组因失去厂外电源而停堆。但保护逻辑中没有判断出此时的机组运行方式，误以为机组受到电网的故障影响产生过频，进而将220kV高压侧开关断开造成停堆。经过认真分析，为了让保护及时的判断出机组的运行状态，进而快速准确的切除故障，将发电机出口断路器位置接点作为逻辑的辅助判据，避免过频保护的误动作。修改后的逻辑图如下所示：
修改过频保护逻辑后，即使相关保护动作切机跳开发电机出口断路器，保护装置检查到频率升高达到定值，保护装置检测到发电机出口断路器已跳开，退出过频保护，避免保护误动作，从而保证厂用电的正常供电，保证反应堆的安全运行。
主变过激磁保护
主变过激磁保护用于防止因主变过励磁引起的危害。判据为高压侧电压对频率的比值作为动作条件，电压与频率均取标幺值计算。可见主变过激磁倍数与电压频率比成比例，电压升高或者频率降低均会使主变压器的工作磁通值升高，导致励磁电流增大，铁芯过热，故此装设了过激磁保护。过激磁保护设置了定时限和反时限两个部分。定时限部分动作于发信号和跳闸，低定值发信号，高定值出口跳开220kV高压侧断路器；反时限部分动作于220kV高压侧断路器跳闸。主变过激磁保护反时限受发电机出口断路器辅助接点的影响，当发电机出口断路器断开时，该保护投入运行。主变过励磁保护动作出口：TJ1（跳主变压器220kV边断路器和中断路器）、TJ5（启动主变压器220kV边断路器失灵和中断路器失灵）、TJ14（至保护跳闸总信号）出口。
为防止主变高压侧TV暂态影响，主变过激磁保护设置有无流闭锁保护，保护设置专门的电流门槛，但是实际运行时发现厂用电设备在满负荷的工况下达不到设置的门槛动作值，导致保护无法动作出口。基于此与设计以及保护厂家沟通取消了过激磁保护的有流门槛判据。修改后保护没有再出现过误动作。
220kV&GCB位置联跳逻辑修改
220kV&GCB位置联跳设置的目的主要是用于发电机以及220kV高压侧均失电的工况下，直接保护动作出口联跳，快速断开6kV中压段工作进线断路器，进而快速启动厂用电切换装置，切换至辅助电源带载模式，实现安全的停机停堆。发变组保护装置分别采集各个开关的位置接点来实现逻辑功能，位置接点包括220kV高压侧断路器位置接点，以及发电机出口断路器位置接点，这几个位置接点串联后再接入保护装置来启动，联跳6kV中压段工作进线开关的功能。
在发电机未投用的工况下，主变进行反送电时，检查设备状态时发现主变保护动作，进一步检查发现是220kV&GCB位置联跳保护动作，电气人员将220kV&GCB位置联跳保护的功能压板退掉，保护仍然启动，电气人员分析指出由于这个保护的逻辑是直接由外部接点构成，直接开入到保护装置，在准备送电前由于各个开关均是分闸位置，逻辑已经满足条件，故保护动作，保护动作正确。但是考虑到如果此时有其他保护动作，而运行人员未发现，或者误以为是220kV&GCB位置联跳保护动作，容易造成带故障送电等误操作，严重影响操作员作出判断，故需修改此逻辑。经过认真分析，考虑到外部重动的逻辑均是由各个断路器的位置接点组成，可以将送入保护装置的逻辑中增加串入一个备用压板，由这个备用压板来控制220kV&GCB位置联跳保护的投退，送电前将这个保护退出，当送电成功后，合上这个投退压板以及保护动作功能压板，进而消除带报警送电的情况，实现正常的联跳保护功能。实施改进后，未再次出现送电前既有保护动作的情况。
结语
本文结合调试阶段发现的问题进行总结，针对特定的几种保护，认真分析保护设置的目的以及逻辑中不完善的地方，增加相应的辅助判据进行逻辑优化，提高保护的可靠性与稳定性，避免保护的误动拒动，保证电厂的安全稳定运行。对于变压器、有载调压开关的油质检测分析对于保护的分析也非常关键，尤其对于上文分析的过激磁有重要影响。在保护调试期间，对于电气量保护和非电气量保护（重瓦斯、油温高高等）中的具体判据，应结合电厂的实际运行情况认真分析，分析其运行期间可能出现的工况，进而确认保护能够在发生故障时正确动作，自动、快速、有选择的将故障切除，保证汽轮发电机的安全运行。
参考文献
[1]王维俭，电气主设备继电保护原理与应用，北京：中国电力出版社，1996.
[2]刘博凯，关于频率保护的改进，电子技术与软件工程，2015.
作者简介
弥山山助理工程师从事继电保护专业；李虹秀助理工程师从事发电厂变压器相关检测工作；林卓电气工程师从事继电保护专业；韩花助理工程师从事电厂运行工作。