一种适用于具备FCB功能发电机组的保护控制方法及装置与流程

本发明属于电力系统继电保护，具体涉及一种适用于具备fcb功能发电机组的保护控制方法及装置。

背景技术：

1、快速返回功能(fcb，fast cut back)，是当发电机组甩负荷时，使本机组不停运的一种控制措施。根据甩负荷后机组的不同运行要求，可分为带本机厂用电运行、机组维持空腹喝额定转速运行和停机不停炉三种。

2、传统的发变组继电保护方法主要包括以下几种，这些方法旨在确保发电机和变压器在异常或故障情况下能够得到及时、有效的保护。

3、发电机差动保护，用来保护发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障。

4、发电机负序过负荷保护，作为发电机后备保护，反应发电机负荷不对称或不对称短路故障。

5、发电机定子接地保护，用来保护发电机定子及其引线的单相接地。

6、发电机注入式定子接地保护，为外加电源式定子接地保护，通过测量发电机定子接地电阻，反映发电机100％的定子绕组单相接地。

7、发电机失磁保护，保护发电机在失磁或部分失磁时，防止危及发电机安全及电力系统稳定运行。

8、发电机误上电保护，当汽轮发电机在盘车的情况下，发电机出口开关意外合闸，突然加上电压时启动。

9、发电机定子匝间保护，用于发电机内部定子绕组匝间短路。

10、发电机失步保护，发电机失步振荡引起的异步运行。

11、发电机逆功率保护，发电机在运行时因失去蒸汽而造成电动机运行方式，导致汽轮机尾部叶片受损。

12、以上发变组继电保护方法共同构成了发变组继电保护的体系，确保了在各种异常或故障情况下，发电机和变压器能够得到及时、准确的保护，保障电力系统的安全稳定运行。

13、但是，fcb是发电机组甩负荷后带本机厂用电运行，传统的发变组继电保护方法不适用于具备fcb功能的发电机组。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对传统的发变组继电保护方法的不足，提供了一种适用于具备fcb功能发电机组的保护控制方法及装置。

2、本发明采用如下技术方案来实现的：

3、一种适用于具备fcb功能发电机组的保护控制方法，包括：

4、发电机组进入fcb运行方式，由作用于发电机组的外部故障的继电保护所触发，或者由运行人员手动触发，触发方式由继电保护或运行人员启动fcb，跳开发电机组高压侧断路器，同时向dcs发fcb命令；

5、当发电机组进入fcb运行方式之后，主变压器差动保护、发电机复合电压过流保护、发电机频率保护、发电机误上电保护和发电机励磁调节器控制方式根据发电机组高压侧断路器位置接点的变化自动进行切换；

6、发电机组退出fcb运行方式，由运行人员手动停机触发，或者由处于fcb运行方式的发电机组重新并网所触发。

7、本发明进一步的改进在于，作用于发电机组的外部故障的继电保护，包括母线差动保护、送出线路保护、零功率切机保护和安稳切机保护。

8、本发明进一步的改进在于，主变压器差动保护根据主变高压侧断路器的位置接点进行配置方式的切换，当主变高压侧断路器闭合时，主变差动的配置方式为三侧差动，即主变高压侧、高厂变高压侧和发电机机端侧；当主变高压侧断路器断开时，主变差动的配置方式为两侧差动，即高厂变高压侧和发电机机端侧。

9、本发明进一步的改进在于，发电机复合电压过流保护根据主变高压侧断路器的位置接点进行动作时限的切换，当主变高压侧断路器闭合时，发电机复合电压过流保护的动作时间与主变压器后备保护的动作时间配合，当主变高压侧断路器断开时，发电机复合电压过流保护的动作时间与高厂变后备保护的动作时间配合。

10、本发明进一步的改进在于，发电机组fcb运行方式下，保证发电机频率保护投入，发电机频率保护，不受发电机组高压侧断路器位置接点闭锁，采用无流标志闭锁，发电机组带厂用电孤岛运行方式下，发电机频率保护不因为主变高压侧断路器断开而闭锁，并且，当发电机的电流小于3％的额定电流时，闭锁发电机频率保护。

11、本发明进一步的改进在于，发电机误上电保护，采用低频元件或低压元件与断路器跳开位置的联合闭锁判据，当主变压器高压侧断路器断开时，且同时当低频元件满足低于45hz或低压元件满足低于0.8倍发电机额定电压时，开放发电机误上电保护。

12、本发明进一步的改进在于，发电机励磁调节器根据主变高压侧断路器的位置接点进行控制方式的切换，当主变高压侧断路器闭合时，励磁调节器的控制目标为主变高压侧母线电压，并设置无功电流补偿率；当主变高压侧断路器断开时，励磁调节器的控制目标为发电机机端电压，并退出无功电流补偿率。

13、本发明进一步的改进在于，发电机组在fcb运行方式下，投入汽机跳闸连跳发电机组的保护功能，并在非电量保护屏实现此功能，该保护动作于灭磁和切换厂用电源，并且当运行人员手动停机时，由该保护停运发电机，并启动厂用电切换。

14、本发明进一步的改进在于，当运行人员手动停机时，厂用电切换采用串联切换方式，先断开工作进线开关再闭合备用进线开关，工作电源和备用电源的频差δf应小于0.2hz，压差应小于5％un，un为厂用母线的额定电压，发切换指令时刻的相角差应小于20°。

15、一种适用于具备fcb功能发电机组的保护控制装置，包括：

16、运行触发模块，用于发电机组进入fcb运行方式，由作用于发电机组的外部故障的继电保护所触发，或者由运行人员手动触发，触发方式由继电保护或运行人员启动fcb，跳开发电机组高压侧断路器，同时向dcs发fcb命令；

17、运行切换模块，用于当发电机组进入fcb运行方式之后，主变压器差动保护、发电机复合电压过流保护、发电机频率保护、发电机误上电保护和发电机励磁调节器控制方式根据发电机组高压侧断路器位置接点的变化自动进行切换；

18、退出触发模块，用于发电机组退出fcb运行方式，由运行人员手动停机触发，或者由处于fcb运行方式的发电机组重新并网所触发。

19、本发明进一步的改进在于，运行触发模块中，作用于发电机组的外部故障的继电保护，包括母线差动保护、送出线路保护、零功率切机保护和安稳切机保护。

20、本发明至少具有如下有益的技术效果：

21、本发明提供的一种适用于具备fcb功能发电机组的保护控制方法，该方法提升了发电机组继电保护的运行适应性，随着越来越多的发电机组具有fcb功能，对继电保护的保护逻辑和动作出口方式提出了新的要求，本发明提供的适用于具备fcb功能发电机组的保护控制方法，可适应发电机组的灵活的运行方式，即保证发电机组在正常运行过程中突然发生fcb并转为带厂用电孤岛运行方式下，继电保护能够随之切换，并保证发电机组带厂用电孤岛运行方式下的安全。

22、本发明提供的一种适用于具备fcb功能发电机组的保护控制装置，该装置丰富了发电机组的控制方式，当发电机从正常并网运行方式转换为带厂用电孤岛运行方式，需要涉及发电机组控制方式的转变，具体为发电机励磁控制方式的转变，即以主变高压侧母线电压为控制目标转变为以发电机机端电压为控制目标。同时，当发电机组从带厂用电孤岛运行方式转换为停机状态时，需要涉及厂用电的电源切换，为了保证切换过程安全和快速，需要采用手动串联切换方式。