一种用于热电厂精准分区的发电机及厂用电接地保护方法技术

本发明专利技术公开了一种用于热电厂精准分区的发电机及厂用电接地保护方法，用于区分发电机及每个厂用分支的区内和区外接地故障，并结合柔性CT、PT、发变组保护及小电流接线选线装置，形成一套创新的全厂接地保护方案，能可靠的判别全厂任意一处接地故障点，通过精确的保护动作，缩小了停电范围，保证了发电机和厂用电能可靠的继续运行。本发明专利技术提供的一种用于热电厂精准分区的发电机及厂用电接地保护方法，提高供热电厂厂用电系统的供电可靠性，从而提高了供热的可靠性，减少了热用户因供热中断造成的重大损失，也提高了热电厂的经济效益。也提高了热电厂的经济效益。也提高了热电厂的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种用于热电厂精准分区的发电机及厂用电接地保护方法


[0001]本专利技术涉及一种用于热电厂精准分区的发电机及厂用电接地保护方法，属于电力行业发电电气


技术介绍

[0002]发电机接地方式主要有3种：发电机中性点不接地、发电机中性点经高电阻接地、发电机中性点经消弧线圈接地。火力发电厂高压厂用电系统接地方式主要有3种：不接地、经高电阻接地、经低电阻接地。
[0003]中性点不接地系统在对地电容电流较小时，允许运行一段时间，供电可靠性有保障，但是一旦电容电流超过允许值，电弧则不能自动熄灭，存在电弧接地过电压和烧伤设备和电缆的风险。中性点经低电阻接地系统，可以直接消除中性点不接地系统的缺点，实现灵敏而有选择性的接地保护，并减少电弧接地过电压的危险。中性点经高阻接地系统，能将接地故障电流限制在一定的水平内，同时，也能抑制暂态过电压。但是，高阻接地系统还是未能解决单相接地时，电弧自熄的问题。在厂用电系统中，电缆较多，一旦电缆发生单相接地，电弧不能及时熄灭，会造成严重的后果。中性点经消弧线圈接地系统，这种接地方式是利用消弧线圈的电感电流来补偿电容电流，使单相接地时的故障电流很小，电弧能自行熄灭，不会伤害到设备，也能带故障运行一段时间，供电可靠性较高。
[0004]国内外传统小型机组多采用发电机中性点不接地和厂用电系统不接地运行方式。大中型机组国外多采用发电机中性点经接地变压器高阻接地方式，国内前些年水轮发电机多采用发电机中性点经消弧线圈接地方式，近些年也逐渐过渡到多采用发电机中性点经接地变压器高阻接地方式。大中型机组厂用电多采用经低电阻接地方式。
[0005]对于电厂厂用电采用经消弧线圈接地运行方式，DL/T 5153
‑
2014《火力发电厂厂用电设计技术规程》未有详细描述，国内电厂应用寥寥。随着小型背压机组对外供热的可靠性要求越来越高，电厂厂用电的可靠性要求也随之提高。传统小型纯凝机组由于厂用电系统规模较小，通常选用发电机直配线方案，发电机中性点采用不接地方式。进入21世纪后，新型燃煤热电厂，背压机组机组容量小，锅炉容量大，厂用电系统规模较大。选用发电机直配线方案时，当系统单相对地电容电流大于10A时，若要保证发生单相接地时厂用电能继续运行，发电机及厂用电需采用经消弧线圈接地方案。发生单相接地后采用消弧线圈补偿并不允许长期运行，如何及时准确的判断接地点位置排除故障就显得尤为重要。

技术实现思路

[0006]目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种用于热电厂精准分区的发电机及厂用电接地保护方法，用于区分发电机及每个厂用分支的区内和区外接地故障，并结合柔性CT、PT、发变组保护及小电流接线选线装置，形成一套创新的全厂接地保护方案，能可靠的判别全厂任意一处接地故障点，通过精确的保护动作，缩小了停电范围，保证了发电机和厂用电能可靠的继续运行。
[0007]技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种用于热电厂精准分区的发电机及厂用电接地保护方法，包括发电机、发电机区外分支、厂用母线、厂用馈线，所述发电机机端设置有CT1、PT1、断路器CB1，发电机区外母线设置在发电机与主变压器之间，发电机区外分支经电抗器与厂用母线相连接，厂母线上连接有厂用馈线，断路器CB1与主变压器之间设置有PT2，厂用母线的进线上设置有CT2、断路器CB2，厂用馈线上设置有断路器CB3，包括如下步骤：当发电机内部K1处发生接地故障时，在发电机、发电机中性点经消弧线圈均正常运行的工况时，故障点单相接地电容电流小于发电机允许值，由零序电流方向闭锁的基波零序电压定子接地保护告警。在发电机正常运行、发电机中性点经消弧线圈处于检修的工况时，故障点单相接地电容电流超过了发电机允许值，由零序电流方向闭锁的基波零序电压定子接地保护，跳发电机出口断路器CB1、灭磁、关汽门、停机。
[0008]当厂用馈线K4处发生接地故障时，在发电机、发电机中性点经消弧线圈均正常运行的工况时，故障点单相接地电容电流小于允许值，由小电流接地选线装置告警。在发电机正常运行、发电机中性点经消弧线圈处于检修的工况，或者发电机因故障或检修退出运行时，由小电流接地选线装置保护动作跳本故障馈线出口断路器CB3。
[0009]当厂用母线K3处发生接地故障时，在发电机、发电机中性点经消弧线圈均正常运行的工况时，故障点单相接地电容电流小于允许值，由小电流接地选线装置告警。在发电机正常运行、发电机中性点经消弧线圈处于检修的工况，或者发电机因故障或检修退出运行时，小电流接地选线装置保护动作跳电抗器下侧的出口断路器CB2，同时须闭锁厂用电切换，此保护动作时间需躲过厂用分支的馈线接地保护动作时间。
[0010]当发电机区外分支K2处发生接地故障时，在发电机、发电机中性点经消弧线圈均正常运行的工况时，故障点单相接地电容电流小于允许值，由主变低压侧零序电压保护经延时告警。在发电机正常运行、发电机中性点经消弧线圈处于检修的工况，或者发电机因故障或检修退出运行时，流过发电机的单相接地电容电流未超过发电机允许值，但故障点的单相接地电容电流超过了高压厂用电接地电流允许值。由主变低压侧零序电压保护动作于全停，跳断路器CB1、断路器CB2，同时启动厂用电切换，保护动作时间需躲过厂用分支接地保护动作时间和选择性发电机定子接地保护动作时间。
[0011]作为优选方案，所述CT1、PT1、PT2采用柔性光学CT及PT。
[0012]作为优选方案，基波零序电压定子接地保护动作延时时间整定为t1，t1=1s。
[0013]作为优选方案，小电流接线选择装置保护动作延时整定为t2，t2=2s。
[0014]作为优选方案，小电流接地选线装置保护动作跳电抗器下侧的出口断路器CB2的动作延时整定为t3=t2+0.5s，t3=2.5s。
[0015]作为优选方案，主变低压侧零序电压保护动作于全停，跳断路器CB1、断路器CB2，同时启动厂用电切换的动作延时整定为t4=t3+0.5，t4=3s。
[0016]有益效果：本专利技术提出发电机及厂用电经消弧线圈接地方式下，发生单相接地保护时的保护设计方案。通过设计分区，准确的区别发电机区内外的接地故障，厂用电进线、母线及馈线处的接地故障，将故障精准切除，缩小故障范围，并结合快切等自动化装置的配合动作，保证了厂用电的持续运行。
[0017]本专利技术可以提高供热电厂厂用电系统的供电可靠性，从而提高了供热的可靠性，
减少了热用户因供热中断造成的重大损失，也提高了热电厂的经济效益。
附图说明
[0018]图1为本专利技术在发电机及厂用电、主变及厂用电运行方式下的一次接线图。
[0019]图2为本专利技术在启备变运行方式下的一次接线图。
[0020]图3为本专利技术方法的应用场景的电路结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。
[0022]实施例1山东烟台某工业园区内热电厂一次接线如图1
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热电厂精准分区的发电机及厂用电接地保护方法，包括发电机、发电机区外分支、厂用母线、厂用馈线，所述发电机机端设置有CT1、PT1、断路器CB1，发电机区外母线设置在发电机与主变压器之间，发电机区外分支经电抗器与厂用母线相连接，厂母线上连接有厂用馈线，断路器CB1与主变压器之间设置有PT2，厂用母线的进线上设置有CT2、断路器CB2，厂用馈线上设置有断路器CB3，其特征在于：包括如下步骤：当发电机内部K1处发生接地故障时，在发电机、发电机中性点经消弧线圈均正常运行的工况时，故障点单相接地电容电流小于发电机允许值，由零序电流方向闭锁的基波零序电压定子接地保护告警；在发电机正常运行、发电机中性点经消弧线圈处于检修的工况时，故障点单相接地电容电流超过了发电机允许值，由零序电流方向闭锁的基波零序电压定子接地保护，跳发电机出口断路器CB1、灭磁、关汽门、停机；当厂用馈线K4处发生接地故障时，在发电机、发电机中性点经消弧线圈均正常运行的工况时，故障点单相接地电容电流小于允许值，由小电流接地选线装置告警；在发电机正常运行、发电机中性点经消弧线圈处于检修的工况，或者发电机因故障或检修退出运行时，由小电流接地选线装置保护动作跳本故障馈线出口断路器CB3；当厂用母线K3处发生接地故障时，在发电机、发电机中性点经消弧线圈均正常运行的工况时，故障点单相接地电容电流小于允许值，由小电流接地选线装置告警；在发电机正常运行、发电机中性点经消弧线圈处于检修的工况，或者发电机因故障或检修退出运行时，小电流接地选线装置保护动作跳电抗器下侧的出口断路器CB2，同时须闭锁厂用电切换，此保护动作时间需躲过厂用分支...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海良，孙若笛，高雅，潘晓烨，殷佳尉，翁海峰，梁文军，
申请(专利权)人：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：