大型燃机电厂发变组保护配置方案研究

摘要

燃气轮机机组相对于燃煤机组最大的优点就是机组启动快，启动成功率高，能快速增减负荷，燃机机组既可带基本负荷运行又可以承担调峰和应急电源的任务，其位置一般接近负荷中心,适合作为黑启动的电源点，对于电网黑启动能发挥积极的作用。因为燃机机组具备上述的特点，故一般燃机机组一次主接线都采用GCB（发电机出口断路器）来满足燃机运行方式的灵活性和快速性。大型燃机机组通常采用SFC（静态变频启动装置）来启动燃机。
　　本论文从大型燃机机组的特性出发，对大型燃机机组的发变组主保护的设计和配置进行了研究，提出了适用于SFC启动特殊性的大型燃机电厂的差动保护方案、发电机启动时的保护方案；本文同时也对发变组保护中负序和失磁保护、定子和转子的接地保护进行了研究，指出了目前普遍使用的保护原理所存在的缺陷，如负序保护普遍采用两段式定时限、失磁保护普遍采用阻抗测量原理，本文提出了采用具有热模型的负序反时限过电流保护以及基于导纳测量方法的发电机失磁保护方案。
　　本论文根据上海临港燃机电厂数据建立了电力系统模型并进行了仿真计算。并且，本论文提出的保护配置方案也在上海临港燃机电厂的现场进行了保护方案的论证和试验。

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第一章 概述

1.1国内外燃气轮机发展概况

1.2大型燃机机组运行和维护的特点

1.3大型燃机电厂发变组主保护的特点及本文的研究内容

第二章 大型燃机电厂发变组主保护配置

2.1传统大型燃煤机组发变组主保护配置

2.2大型燃机机组发变组主保护的配置和探讨

2.3本章小结

第三章 GCB对大型燃机电厂发变组主保护的影响

3.1发电机出口安装GCB的经济性分析

3.2发电机出口安装GCB的技术性分析

3.3发电机出口断路器GCB对发变组主保护的影响

3.4本章小结

第四章 大型燃机机组启停机特性分析和保护策略

4.1燃机启动过程特点以及对发变组主保护的影响

4.2 SFC静态变频器运行原理

4.3 SFC对发变组保护的影响

4.4 SFC直流侧接地保护

4.5本章小结

第五章 发电机定子和转子回路接地保护

5.1注入式发电机定子单相接地保护原理

5.2发电机定子接地保护的原理选择及保护整定

5.3转子回路接地保护概述

5.4低频方波注入方式转子一点接地保护原理

5.5低频方波注入方式转子一点接地保护的整定及试验结果

5.6本章小结

第六章 发电机负序电流保护和失磁保护

6.1大型汽轮发电机负序电流保护原理

6.2主变高压侧断路器发生非全相时的计算分析

6.3负序过流保护整定

6.4电力系统仿真

6.5传统的发电机失磁保护的主要判据

6.6导纳判据的失磁保护及其整定方法

6.7导纳特性的失磁保护现场试验验证

6.8本章小结

第七章 总结

7.1本论文的创新点及取得的成果

7.2对未来的展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文