燃机电厂发电机保护系统探索

郑子纯

（杭州华电半山发电有限公司，浙江 杭州 315000）

发电机为当前燃机电厂进行电力生产时常用的一种设备，应用期间主要通过燃料燃烧产生一定的气体，涡轮受到此种气体的影响，会使得发电机发电，因此，为了确保发电机能够正常使用，有效降低应用时出现的各类问题，则需要燃机电厂做好发电机的保护系统设置工作，使各类故障发生风险得到良好的控制，发电机可以长时间稳定高效的运行使用。

1 发电机的保护方式

燃机电厂的发电机，在具体使用过程中，会出现各种故障，例如发电机短路、单相接地等故障，导致发电机出现短接绕组短路电流增大情况，发电机受到该因素影响会出现故障或设备损坏问题；易导致发电机出现相间短路（电弧所致）、两点接地短路，因此，发电机运行期间的故障需要引起技术人员的高度关注，选择有助于发电机运行故障预防及影响降低的保护装置，对发电机进行良好的运行保护。

纵差保护。该种继电保护适用于发电机（1 MW）定子绕组保护、相间短路故障（引出线处）预防之中，常用的保护装置具有数字化、可编程的特性，依托自身的特性与微处理器（32位）来发挥保护功效。电厂技术人员可以依据发电机设备的具体使用性能及故障类型，从故障风险规避的角度出发，对纵差保护装置的保护程序进行重新编写，使得该保护装置的保护效果显著提升，适应燃机电厂使用的发电机的运行保护情况。

选择性接地保护。此种保护方式多在发电机定子绕组直线母线相接之后的接地故障预防中，如果发电机在实际应用期间出现了单相接地的情况，而且电流与设备常规运行下的电流情况进行对比，有着超标情况，此时应用该种接地保护方式，便可以对电流引起的发电机运行故障进行良好的干预。若燃机电厂应用的发电机容量超过100 MW，应用该种保护方式，便有着100%的定子接地保护区域，在发电机容量处于100 MW以下时，此时参照发电机定子绕组串联匝数，可知安装的保护系统的接地保护区域串联匝数要比参照值大，增大值约为90%。

励磁回路保护方式。燃机电厂发电机在使用期间，也会发生励磁回路故障，需要技术人员事先对发电机容量大小进行明确。如果燃机电厂进行作业生产所用的发电机容量为1 MW或者低于该容量，为了有效规避设备的该种故障问题发生，就需要技术人员对于采用的发电机设备进行定时检查装置的装配，以降低问题发生风险。如果电厂应用的发电机容量较大，超过1 MW，需要技术人员在发电机的相应位置处进行励磁回路接地保护装置的安装。

失磁保护。燃机电厂发电机使用期间，还会出现励磁消失故障问题。为了降低该故障发生发展给发电机正常运行所致的不良影响，需要技术人员对该故障发生原因与表现进行准确把握。如果发电机的工作不允许出现失磁运行情况时，技术人员应及时将自动灭磁开关及断路器开关进行断开处理，可确保发电机的正常运行；如果燃机电厂应用的发电机容量在100 MW以上，并且属于半导体励磁时，要求技术人员在此种发电机之上进行失磁保护装置的安装，这样在发电机运行过程中出现失磁问题时，设备的运行参数一般不会出现较大的异常改变，促使设备运行状态良好[1]。

2 燃机电厂发电机保护系统的配置和特点

2.1 配置

常规情况下配置燃机电厂发电机的保护系统时，需要依据各个发电机的容量大小进行保护装置的针对性配置，不可出现盲目配置的情况。当前大多数燃机电厂所用的发电机容量为300 MW或者高于该容量标准的发电机，所以对其进行保护系统配置时，总结以往的配置经验，可以了解到主要包括下列内容：发动机差动保护、过激磁保护、基波定子接地保护、失磁保护、逆功率保护、三次谐波定子接地保护、启停机保护等多项。在对该类型发电机进行保护系统装配时，需要技术人员注意做好发电机设备的失步保护的装配，并且对大容量发电机进行差动及接地保护装配后，要求技术人员对于这两种保护动作的算法、频率进行相关性的计算。如果两项内容无关系，无需对发电机进行启停机装置的装配。对于容量较小的发电机进行保护系统配置时，需要技术人员结合此类容量不超过100 MW发电机的特点，参照大容量发电机的保护系统装配内容，进行保护系统的针对性且简单的装配，无须全部装配，选择适合该种发电机的保护系统装配内容应用即可[2]。

2.2 特点

设置匝间保护装置。现阶段我国很多燃机电厂使用的发电机设备与专门的配套设备，多数来自国外，缺少发电机设备进行匝间保护装置的设置。而火电厂在应用发电机及相关的保护装置时，为了避免发生匝间故障，则进行了高效能匝间保护装置的装配。差动保护独立，即燃机电厂应用的发电机进行了该设备、主变压器的独立差动保护装置的设置，而火电厂发电机则进行了专门的大差动保护装置的设置。逆功率保护装置。当前我国应用燃气轮发电机进行生产作业的燃机电厂，在应用的设备容量为200 MW或者超过该容量时，均进行了逆功率保护装置的配置，以避免设备运行故障发生。低电压保护装置。由于燃机电厂应用的发电机工作时，容易出现机端三相电压下降（同一时间）之下的电流增大表现，之后发电机受到该种电流的影响，会出现发电机自身温度高的情况，进而会导致设备被烧毁问题发生，所以这些发电机在工作时要设置专门的低电压保护装置，以降低设备因电流因素影响所致的烧毁问题发生率。

3 结语

燃机电厂发电机保护系统，可以保护设备，一旦在发电机使用过程中出现问题，依托保护系统便可以及时检出问题，第一时间发出警报提醒并停机。检修人员可以迅速对出现故障的地方进行维修处理，防止发电机应用期间发生故障后继续使用而导致设备严重损毁问题，从而使得设备故障问题可以被及时发现与妥善处理，发电机可以在后续的发电生产中稳定可靠的应用。所以保护装置对于燃机电厂发电机组的有效运行利用生产的积极影响较大，需要电厂技术人员对于保护系统包含的内容有着较多的了解，进而基于保护系统的应用特点、保护方式、配置，做好发电机保护装置的设置工作，确保保护系统的应用价值可以充分发挥。