涠11-4A平台透平发电机综合保护器改造

李 瑞

（中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057）

引言

涠洲WZ11-4A平台中压AC6.3 kV电力系统共有3台透平发电机组模块，每台功率为3 040 kW，现为两用一备，目前采用的综合保护继电器MULTI RELAY为东芝TOSHIBA CORPORATION的MCR21-C25H11E，主要作用为电流监视、断路器合闸分闸指示、断路器合闸分闸操作、合闸线圈失灵监测、蜂鸣器报警。其他的保护主要由安装在控制盘内的专用继电器装置实现，目前安装在发电机盘GENERATOR PANEL的主要保护有：长延时/瞬时、短延时过电流保护，过电压、欠电压保护，不平衡/逆相序保护，逆功率、差动保护，优先脱扣十种继电保护。目前该套配电柜已经使用20年；在正常生产过程当中，已经多次出现过因保护继电器不动作导致生产的关停故障，继电保护系统已经不能保证供电设备正常使用[1]。

1 改造原因

通过对透平发电机继电保护系统的综合分析，对其进行改造的原因有以下几个方面：

1）继电保护装置系统已经处于停产换代阶段，购买备件困难。

2）多个保护继电器同时工作，增加了系统的故障点；从保护继电器开始动作，最多要经过5个中间继电器才会作用到跳闸回路,大大增加了故障概率。

3）保护继电器动作后，自动复位，无法查看是什么故障引起的跳闸，也就增加了分析故障的难度。

4)在年度电气校验时，往往存在一台或几台设备同时出现故障的现象，同时更换费工费时。

5）继电器保护精度和速度低于电子综合保护器（以下简称综保）。

6）一套设备由多个保护继电器共同作用，员工在调试和修改参数时需要熟悉每个继电器的操作和原理，无形中增加了使用难度。

基于以上保护继电器的局限性，电子综合保护器已经是大多数生产企业和电气工程企业的首选，并且配电系统已经完成了由保护继电器向电子综保的过度，综保的性能已经非常成熟，功能也日趋完善；本次改造计划使用GE公司专用发电机综合保护器替代上表中所列的所有保护功能，新的综保除满足以上保护继电器所具有的功能外还具有多种电流、电压、频率保护功能，以及显示和计量功能。改造完毕后可根据需要投入保护[2]。

2 施工前准备

1）与原有继电保护系统功能作比较，并参考原保护参数对综合保护器进行参数设定。综合保护器参数设定中去掉了短延时过电流保护，不平衡保护更改为对发电机保护更直接的负序电流保护。

2）对综合保护器的性能进行校验，确保综合保护器的功能正常，保护动作满足发电机保护的要求。

3）施工图纸和原有图纸进校对，确定改造方案，确定工作内容中保留部分、拆除部分和修改部分。本次改造保留的部分是发电机发出电压达到额定电压75%以上时才允许发电机VCB合闸的功能。拆除的部分包括长延时/瞬时过流继电器、短延时间过流继电器、过电压继电器，差动保护继电器、不平衡/逆相序保护继电器、优先脱扣继电器。修改的部分包括原继电保护系统长延时/瞬时及差动保护用于控制其他设备的触点由综合保护器的输出继电器控制。

4）查阅图纸确定测试时需要旁通的信号以及旁通方法。测试时需要旁通的信号包括三台透平发电机并列运行时与400 V系统母联断路器的联锁以及优先脱扣信号。

3 更换步骤和方法

1）根据改造内容，拆除不需要的继电保护元器件及控制回路。在拆除时，与其他回路有联系的回路要做好记录。确保拆除时有用的线路不会被拆除。

2）线路的回接，按照改造后的原理图进行电路的回接。仔细核对接线，确保接线正确。

3）功能测试。合上控制回路电源，测试各保护功能及外电路是否正常。起动透平发电机测试电压、电流、功率显示是否正常。

4 改造过程中控制电路的变更

1）用于继电保护用的电流继电器线路都已拆除，电流互感器用导线短接。

2）不用的继电器线路拆除，功能由综合保护器实现，如图1所示。

3）VCB控制柜上的分合闸功能是在测试位置时，通过多功能继电器上的ON、OFF按钮操作实现的。更换综合保护器后，该处的分合闸功能拆除。

图1 改造施工图

5 升级改造成效

经过对透平发电机继电保护的改造，所有的保护集中于综合保护器，保护集成度的提高，使控制回路简洁明了，降低了控制回路的故障率，减少了发电机保护年度校验的工作量。

故障记录可以为故障分析提供依据，提高了故障排除的效率。

6 结语

此次透平发电机B机综合保护器改造成功，与前期充足的准备分不开，在开工前就施工方案进行了详细的讨论，认真分析保留、拆除和修改的内容以及具体的实施方法。在充分准备的前提下，改造工作保证了生产顺利完成[3]。