专利名称：局域电网中发电机组的快速切回保护方法
技术领域：
本发明涉及电网安全运行的保护方法，尤其涉及局域电网中发电 机组的快速切回保护方法。
背景技术：
10 电网可分为广义电网和局域电网，广义电网是指有众多发电厂、
装备有多套大型发电机组组成的各个电网，且相互连接构成的大型电 网；局域电网是指局部的，地理位置布置相对集中的用电户，包括一 家电厂、装备几台中等容量的发电机组作为主供电源的小型电网。
广义电网中的一台发电机组或一个容量不大的发电厂若发生部分
15 故障或完全停机造成的电网缺电引起的电网频率偏差，可由大电网中 众多机组的一次调频及"自动发电控制"(简称AGC: Automatic Generator Control)功能共同补偿承担，对大电网无本质的影响，对用 户也几乎无影响。对于故障机组的保护原则是保护发电设备。
对于局域电网来说，局域电网与广义电网是互连的，处于局域电
20网中的发电机组在本电网与大电网均正常运行条件下，与广义电网类 似， 一旦一台机组发生故障，由于网络互连，大电网的电将瞬时送至 局域网，所产生的缺电由大电网的机组共同分担，局域网中的运行负 荷甚至没有任何异常发生。
现有的发电机组的"汽轮机超速保护控制"(以下简称OPC:
25 Turbine Over speed Protection Control)是针对汽轮机组受到扰动急减负 荷时，以毫秒(ms)级速度瞬间关闭汽轮机的高、中压调节汽门，避 免机组超过额定转速110%而跳闸，维持机组带负荷运行的功能。对于 广义电网中的一台机组来说，OPC动作到调门关至0后，仅需返回到 带厂用电负荷， 一般为5%或空负荷运行，即FCB保护所达到的目的。
30—旦故障消除可立即并网发电带负荷。对于局域电网中的一台机组，
由于外部扰动的故障不同，存在局域电网孤立运行的可能，则要求OPC
动作调门关至o后，立即返回到局域网所需负荷运行。
发电机组的"快速切回"(以下简称FCB: Fast Cut and Back)也 是一种电网发生故障的保护方法，其意义是故障发生瞬间减负荷，
5 故障消除迅速恢复负荷。其保护原理如下〔参见图l)
(1) 发电机主变开关52G跳闸，表示电网系统等故障，电送不 出，但存在带机组厂用电运行的可能；
(2) 汽轮机高压与中压调节汽门动态全闭，表示汽轮发电机本身 故障，或某种原因引起的机组甩负荷，必须用FCB功能来完成机、炉
io控制，反之发电机组则可能形成逆功率运行；
(3) 其它一些FCB普遍设计原则，即当以下三个条件同时满足 时，FCB动作发电机负荷大于30%时，FCB许可条件存在，"锅炉主 燃料切断"(简称MFT: Master Fule Trip)未发生；
上述(1)和(2)构成或门，并与(3)构成与门；触发FCB动
15 作。
FCB保护动作的结果是，发出一系列的指令到汽轮机控制与锅炉 控制子系统，使机组从当时负荷迅速降至5%或空负荷。
在上述FCB保护逻辑的指导下，并入大电网运行的发电机组取得 了良好实绩。但对于局域电网的运行系统来说，上述FCB保护逻辑存
20 在问题。部分局域电网是为了适应特种行业如冶金、石化等的生产连 续性的需要，并要确保人身及核心设备的安全。 一旦局域电网与大电 网发生接口故障，如要害的电缆、开关、传感器、控制回路出故障后， 局域电网不可避免地与大电网发生脱离，要求局域电网内发电机组在 经受了与大电网系统解列的冲击后，仍能带局域电网运行。但在现有
25 局域电网的FCB逻辑保护方法下OPC保护动作后，直接导致FCB动 作，将自动减载95%-100%，与局域电网的负荷要求不符。
发明内容
本发明的目的在于提供一种局域电网中发电机组的快速切回保护 30方法，该局域网中发电机组的快速切回保护方法能在保证局域电网发
电机组安全的条件下，在系统脱调故障下，带局域电网孤立运行。
本发明是这样实现的 一种局域电网中发电机组的快速切回保护 方法，是在局域电网发电机组安全运行条件下，当以下四个条件同时 满足时，触发局域电网发电机组的快速切回保护动作的指令 5 (1)局域电网发电机组快速切回许可条件存在；
(2) 锅炉主燃料切断未发生；
(3) 局域电网发电机负荷大于30%;
(4) 局域电网发电机主变出口开关跳闸。 所述汽轮机在超速保护控制过程中导致的高压与中压调节汽门全
10 闭瞬间， 一旦可能形成逆功率运行，则有逆功率检测继电器完成快速 切回的触发保护。
本发明的工作原理是在现有电网发电机组的快速切回(FCB)保 护逻辑基础上，结合局域电网下的特种行业需连续生产的特点，在保 证局域电网发电机组安全的条件下，使局域电网发电机组能在系统脱
15 调故障下，带局域电网系统孤立运行。通过对现有局域电网发电机组
FCB保护逻辑进行修改，取消局域电网汽轮机高压与中压调节汽门 (GV/ICV)全闭后触发FCB的条件，其它FCB条件不变，而汽轮机 高压与中压调门全闭后一旦可能形成的机组逆功率运行，则有逆功率 检测继电器完成触发保护。 20 本发明完善了局域电网中处于特殊系统中的发电机组的保护，能
在保证局域电网发电机组安全的条件下，局域电网发电机组在系统脱 调故障下，带局域电网孤立运行，从而满足特种行业如冶金、石化等 的生产连续性的要求，确保人身与核心设备的安全。
25
图1为发电机组的快速切回FCB逻辑保护示意图2为本发明局域电网中发电机组的快速切回FCB逻辑保护示意图。
30 具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。 参见图2，局域电网中发电机组的快速切回保护方法是在保证局 域电网发电机组安全的条件下，使局域电网发电机组能在系统脱调故 障下，带局域电网系统孤立运行，当以下四个条件同时满足时，触发 5 局域电网发电机组的"快速切回"FCB保护动作的指令 (1)局域电网发电机组快速切回FCB许可条件存在 这是指FCB指令要得到有效实施的必要前提条件， 一般是指局域
电网发电机组协调控制系统中的"锅炉燃料量控制系统"、"锅炉燃烧 风量控制系统"、"锅炉给水控制系统"、"汽轮机旁路控制系统"等机
10组核心控制系统要处在正常状态即自动状态，可以应对由于机组脱离
大电网等原因造成负荷急减带来对锅炉、汽轮机、发电机运行的剧烈
扰动，使局域电网发电机组有能力对不同的控制对象分别在毫秒ms、 秒s、分min不同等级的时间内克服它，过渡到新的负荷平衡点，而不 至于受该扰动使锅炉、汽轮发电机组脱扣。 15 (2)锅炉主燃料切断MFT未发生
锅炉主燃料切断MFT是指当局域电网发电机组脱离大电网等巨大 扰动来临时， 一般机组控制参数可允许有一定的偏差；但其危及机组 安全的重要参数不能超过极限值，包括锅炉汽包水位、火焰稳定度、 炉膛压力等， 一旦超限则机组发出"MFT"保护，即锅炉全燃料切断， 20停炉。 一旦发生，很明显FCB保护即无任何意义。 (3)局域电网发电机负荷大于30% 局域电网发电机负荷大于30%表示局域电网发电机组已进入正常 运行工况，而非启动工况。目前发电机组运行的水平，正常的负荷调 节范围在50-100%，因此大于30%或以上，可认为已离开机组启动阶 25段，开始有能力克服机组脱离大电网扰动，保持运行过渡到新负荷点。 (4)局域电网发电机主变出口开关52G跳闸 按一般设计，局域电网发电机出口有两路出线， 一路到主变压器， 并通过主变出口开关52G接到大电网侧；另一路到厂用变压器，通过 厂变出口开关52AT3，接到局域电网发电机组厂用电侧。当主变出口 30开关52G因各种原因跳闸时，局域电网发电机与大电网系统就脱离了，
原发电机所带负荷就无法输出。
本发明对局域电网发电机组FCB保护逻辑进行修改，取消了汽轮 机高压与中压调门全闭后触发FCB的条件。而汽轮机在超速保护控制 OPC过程中导致的高压与中压调节汽门全闭瞬间， 一旦可能形成的机 组逆功率运行，则有逆功率检测继电器完成快速切回FCB的触发保护。
本发明完善了局域电网中处于特殊系统中的发电机组的保护，能 在保证局域电网发电机组安全的条件下，局域电网发电机组在系统脱 调故障下，带局域电网孤立运行，从而满足特种行业如冶金、石化等 的生产连续性的要求，确保人身与核心设备的安全。
权利要求
1.一种局域电网中发电机组的快速切回保护方法，其特征是在局域电网发电机组安全运行条件下，当以下四个条件同时满足时，触发局域电网发电机组的快速切回保护动作的指令(1)局域电网发电机组快速切回许可条件存在；(2)锅炉主燃料切断未发生；(3)局域电网发电机负荷大于30％；(4)局域电网发电机主变出口开关跳闸。
2.根据权利要求1所述的局域电网中发电机组的快速切回保护方法，其特征是汽轮机在超速保护控制过程中导致的高压与中压调节 汽门全闭瞬间， 一旦可能形成逆功率运行，则有逆功率检测继电器完 成快速切回的触发保护。
全文摘要
本发明涉及电网安全运行的保护方法，尤其涉及局域电网中发电机组的快速切回保护方法。一种局域电网中发电机组的快速切回保护方法，是在局域电网发电机组安全运行条件下，当以下四个条件同时满足时，触发局域电网发电机组的快速切回保护动作的指令(1)局域电网发电机组快速切回许可条件存在；(2)锅炉主燃料切断未发生；(3)局域电网发电机负荷大于30％；(4)局域电网发电机主变出口开关跳闸。本发明完善了局域电网中处于特殊系统中的发电机组的保护，能在保证局域电网发电机组安全的条件下，局域电网发电机组在系统脱调故障下，带局域电网孤立运行，从而满足特种行业如冶金、石化等的生产连续性的要求，确保人身与核心设备的安全。
文档编号H02H7/26GK101170256SQ20061011752
公开日2008年4月30日 申请日期2006年10月25日 优先权日2006年10月25日
发明者聂慧明, 谢同琪, 陈又申 申请人:宝山钢铁股份有限公司