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功率变送器失真导致机组PLU保护误动及相应措施分析
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2019 年(第六届)电力科技管理论坛 - 246 - 功率变送器失真导致机组 PLU 保护误动及相应措施分析 广东红海湾发电有限公司,于洋 西安热工研究院有限公司,杨沛豪、兀鹏越 摘 要:PLU 保护因功率变送器的测量问题,多次出现系统扰动时误动导致多台机组同时跳闸,本文通过案例分析 了机组 PLU 保护误动的原因,并且提出了相应的整改措施。有效消除了 PLU 保护误动影响因素,避免了汽轮机超速故 障,保护了汽轮机及电网的安全运行。 关键词:发电机组;功率-负荷不平衡;功率变送器;系统误动 当电网、外部线路出现故障或发电机组甩负荷 时,实际送出功率瞬间大幅度下降,导致汽轮机转 速急剧提高 [1-3]。为了避免大型汽轮机组转速突增的 风险,通常需要配置汽轮机超速保护(Over Speed Protection Control,OPC) [4-5]。 在汽轮机组超速保护方案中,为了避免发电机 组实际送出功率瞬间大幅度下降对电力系统造成污 染 , 通 常 采 用 功 率 - 负 荷 不 平 衡 ( Power Load Unbalance,PLU)保护。PLU 保护虽然能够维持电力 系统平衡和保护电网安全运行,但是由于功率变送 器存在测量失真,导致系统误动作,会引起机组跳 闸 [6-10]。 针对以上问题,近年来针对功率变送器的升级 与优化成为研究的热点 [11-13]。 本文通过案例对现有功 率变送器的测量存在的不足进行了详细分析,并提 出相应的解决方案。 1.1 机组 PLU 保护原理 机组功率-负荷不平衡是指在电网或者外部线 路发生瞬时故障的情况下,系统维持发电机组-电网 暂态稳定的一种有效措施。 由于某种原因导致机组实际送出功率瞬间大幅 度下降达到某一限值,为避免汽轮机超速,设置的 1 个预测预控超速保护,即 PLU 保护。PLU 保护动作的 条件是当汽轮机的机械功率与发电机有功功率之间 的偏差超过设定值(一般取 30%-40%) 、且发电机有 功功率的降低超过额定负荷的 40%/10ms 时,保护装 置触发 PLU 保护继电器动作,快速关闭高、中压调 节阀,关闭持续时间长短根据电网稳定性需要和消 除故障所需的时间以及机组特性容量、负荷指令-流 量特性线性度等特性来确定,一般取 0.5s-3s 之间; 关闭一段时间后,高、低压调节阀自动开启。功率- 负荷不平衡保护的动作时间比一次调频晚一些,但 动作调节幅度比一次调频大很多。 图 1 为机组 PLU 保护装置原理图,主要包括: 测速传感变送器、功率变送器、采集模块和硬件保 护模块。 测速传感 变送器 功率变送器 采集机构 硬件保护模块 汽轮机 转速 发电机 有功功率 汽轮机 机械功率 图 1 机组 PLU 保护装置示意图

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