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摘要： 根据继电保护双重化配置的要求，许昌龙岗发电有限责任公司对1号、2号机组发变组保护进行双重化配置改造。每台机组设置三面柜，其中A，B柜为电气量保护柜，能够实现发-变组的全部电气量保护，C柜为非电量保护柜，能够实现发-变组的全部非电气量保护。保护动作于跳闸或发信号。对汽轮机联跳发电机、发变组联跳汽轮机逻辑进行修改，并做详细说明。此次改造资金短缺、时间紧迫，任务艰巨，合理的设计、详细的图纸、完善的安全措施、有序的工作是保证改造顺利完成的关键。机组改造至今，发变组保护运行安全可靠，各参数显示正常。
关键词： 发电机变压器组保护 双重化配置 逻辑
1 前言
许昌龙岗#1、2发电机组为350 MW 火力发电机组，励磁系统为全静态自并励，主变高压侧为220KVGIS双母线接线形式。发变组保护采用ABB公司生产的保护装置。由于其保护装置型号多，电压、电流回路接线复杂，且不能满足双重化配置的要求、某些保护逻辑简单缺少闭锁回路、可靠性较差，保护出口采用出口继电器，不能自动返回，无法与失灵保护配合，且保护装置运行时间长，元器件逐渐老化，因此于2010年5月、10月分别对1、2号发电机变压器组保护进行了改造，保护装置选用许继公司生产的WFB-800A系列微机型发电机变压器组成套保护装置。
由于我厂为双母线接线形式，虽然机组停运仍有带电部位和与母线相连的地方，改造前落实好安全措施，防止由于改造误碰而导致运行设备停电或母线失电。
此次改造资金短缺、时间紧迫，任务艰巨，因此合理的设计、详细的图纸、完善的安全措施、有序的工作是保证改造顺利完成的关键。我们在进行改造前召开过多次技术分析会，讨论改造方案、安全措施及具体实施步骤。专门制定负责人编写电缆清册及绘制改造详细的图纸。为保证施工进度，现场设总负责人一名，全面负责整个改造工作，设分管负责人3名，分别负责新、老盘柜拆除、安装，电缆敷设、接线，调试工作。
2 机组保护配置方案
2.1保护改造总体方案
保护按照双重化配置要求，每台机组设置三面柜，其中A，B柜为电气量保护柜，都有相互独立的、完整的主保护和后备保护，能够实现发-变组的全部电气量保护，C柜为非电量保护柜，能够实现发-变组的全部非电气量保护。保护动作于跳闸或发信号。这种配置既可以防止装置拒动而导致故障扩大，又可减少因保护装置异常、检修等原因造成一次设备被迫停运现象的发生。A，B屏均配置主变差动、发电机差动、高厂变差动，差动用电流互感器选用互相独立的绕组，保护范围交叉重迭，避免死区。采用主后一体化方案，这样CT、PT只接入一次，不需串接或并接，大大减少了TA断线、TV断线的可能性。A、B柜直流电源取自不同的母线段，保护动作分别各自跳闸于断路器的两个跳闸线圈，C柜为独立的直流电源，跳闸回路独立出口，保护同时动作跳闸于断路器的两个跳闸线圈，保护动作信号分别到DCS与故障录波。
2.2模拟量改造方案
为保证保护双重化且不出现死区，差动保护用电流互感器A、B柜交叉重叠且相互独立，主变差动与发电机差动都可以轻松实现，但高厂变高压侧只剩一组可用的CT用于高厂变差动，由于此CT安装在高厂变高压侧套管中，无法再安装一组CT，只能A、B柜共用。主变差动用21LH极性相反，在6KV开关柜处调整极性。
差动CT极性的确定遵循的原则是先确定发电机差动CT极性、再根据发电机差动的极性确定主变差动、高厂变差动CT的极性。发电机差动应满足保护装置所采集功率的方向为正方向，即发电机差动用CT极性靠近发电机侧为同极性端。如下图所示：
按照此原则，我厂原发电机差动保护接线与此相反，解决的办法有两个，一是从发电机CT根部进行调节，但根部在发电机本体，操作难度大，如果接不好，容易造成CT开路；二是在装置上调节，操作容易，但校验保护时，由于是从端子排上加量，因此对于方向性保护，加量时需反向加量，从安全角度出发，我们选择后者。
为了节省资金，我们尽量选择利用旧电缆，此时需注意的问题主要有两个。一是绝缘问题，在选用旧电缆时首先应测量绝缘正常，否则需重新敷设新电缆。二是旧电缆在拆、接线时一定要做好标识，防止接线错误影响工程质量和进度。由于旧电缆较短，发电机中性点及机端CT都先接至同期屏，再转接至保护屏。将多余的电流互感器如3LH在同期屏端子排处短接并接地。
按照双重化配置的要求，原本想A、B柜各自选取独立的发电机机端PT，但由于2YH无开口三角绕组，无法获取零序电压，因此只能选取3YH的不同绕组。
2.3 DCS逻辑修改方案
非电气量输入接点如系统联跳、励磁系统故障切机、主汽门接点、断路器接点、三相不一致接点A、B柜应相互独立，互不影响；各套保护装置开出的跳闸输出回路也都相互独立，互不影响。开关量与其它装置的接口如故障录波、DCS全部重新放电缆，A、B柜相互独立。需修改两个热工的逻辑：
2.3.1汽轮机联跳发电机
原设置：汽轮机跳闸，两个高压主汽门关到位信号（TV1和TV2全关信号直接串联），通过硬接线送至发变组后备保护盘，程启逆功率保护动作跳发电机。根据1、2号机发变组改造要求，结合中国大唐集团公司09年12月份下发的《中国大唐集团公司提高火电厂主设备热工保护及自动装置可靠性指导意见》，需增设一个汽轮机跳闸信号，联跳发电机。
修改方案：
（1）保留原汽轮机跳闸，两个高压主汽门关到位（TV1和TV2全关信号直接串联），通过硬接线送至发变组保护A屏保护（端子排5X/1/17），程启逆功率动作跳发电机。
（2）在DEH机柜内经逻辑判断后，输出一个汽轮机主汽门关闭信号，通过硬接线送至发变组保护B屏（端子排5X/1/17），程启逆功率动作跳发电机。具体修改方法： 1）在DPU3 增加一个DO点，名称：TVCLOSED，敷设电缆，起点：DPU3柜3B-H3-TBA16/17，终点：发变组保护B屏；
2）汽轮机主汽门关闭逻辑，详见下图。
2.3.2发变组保护动作联跳汽轮机
原设置：发变组保护动作后从后备保护盘输出三对发变组保护动作接点：1ZS41140A、1ZS41140B、1PR66843。1ZS41140A、1ZS41140B任一动作联跳汽轮机；1PR66843动作后，触发1BC66822T（热工到发电机主开关的跳闸指令）动作，动作后发电机主开关跳闸。
修改方案：
（1）根据新发变组保护装置配置，将A、B、C屏“发变组保护动作”跳闸信号在发变组保护屏处做并联处理，再引至DEH控制机柜；保留原发变组保护屏至DEH控制柜1ZS41140A、1ZS41140B的硬接线；1ZS41140A、1ZS41140B任一动作联跳汽轮机逻辑不做修改。
（2）原1PR66843信号的作用为发变组保护动作，再通过热控逻辑判断后输出信号联跳发电机主开关。因发变组保护改造后，无多余发变组保护动作信号输出，经相关专业讨论此信号作用不大，决定取消此点。具体修改方法：1）将1PR66843两端电缆甩开，并用绝缘胶布包好。2）因原1PR66843信号为常闭接点，该回路接线拆除后，需将输入端子短接。端子位置：DPU6柜6B-H1-TBA-3/ TBB-3根据新发变组保护装置配置，将A、B、C屏两对“发变组保护动作”跳闸信号在发变组保护屏处做并联处理（如下图），再引至DEH控制机柜；保留原发变组保护屏至DEH控制柜1ZS41140A、1ZS41140B的硬接线；1ZS41140A、1ZS41140B任一动作联跳汽轮机逻辑不做修改。
3 总结
发变组保护在电厂继电保护中占据举足轻重的地位，而发变组保护的改造与新投运不同，不允许出现影响机组的重大缺陷，因为机组一旦并网而跳闸就属于非停，将给公司带来很大的经济损失及名誉损害。这次改造资金短缺、时间紧迫，任务艰巨，但是CT极性、接线和逻辑是关键，只要保证接线和逻辑正确，其他问题都容易解决。因此我们先将涉及到的模拟量、开关量进行仔细查线、核对，确定CT的极性，为了节省时间及资金，尽量利用旧电缆，旧电缆的标示至关重要，必须标明原接线位置与新接线位置，还要做好包扎，防止在拉电缆时标示丢失；逻辑方面，与热工人员认真详细研究，将需修改部分做好记录。由于时间原因，我们厂变CT极性未做短路试验校验，在机组并网时未投主变差动及厂变差动，用初始负荷校验无误后才投入。
1、2号发电机-变压器组保护改造后，不仅实现了发电机-变压器组各种类型故障及异常运行情况的保护，还实现了双重化配置，当一套保护因异常需要退出或需要检修时，不影响另一套保护正常运行，从而可以不停机组的运行。单套保护装置的可靠性完全可以满足长期独立运行的要求，当双套保护装置并列运行时，可靠性非常高，可最大限度地满足“双重化保护实现后可以防止保护装置拒动而导致系统事故”的要求。新保护装置具有完善的自检及抗干扰功能，保护出口跳闸采用“启动+保护动作”的方式，杜绝保护装置硬件故障引起的误动；双主双后配置避免因元器件损坏引起拒动。保护动作报告直观明确，功能压板和出口压板独立设置，标示指示明确，出口可进行整定。新保护装置的人机界面友好，操作方便，投运以来一直运行良好。
作者简介 孟赟，男，大学本科，助理工程师，电厂继电保护专业。
关键词： 发电机变压器组保护 双重化配置 逻辑
1 前言
许昌龙岗#1、2发电机组为350 MW 火力发电机组，励磁系统为全静态自并励，主变高压侧为220KVGIS双母线接线形式。发变组保护采用ABB公司生产的保护装置。由于其保护装置型号多，电压、电流回路接线复杂，且不能满足双重化配置的要求、某些保护逻辑简单缺少闭锁回路、可靠性较差，保护出口采用出口继电器，不能自动返回，无法与失灵保护配合，且保护装置运行时间长，元器件逐渐老化，因此于2010年5月、10月分别对1、2号发电机变压器组保护进行了改造，保护装置选用许继公司生产的WFB-800A系列微机型发电机变压器组成套保护装置。
由于我厂为双母线接线形式，虽然机组停运仍有带电部位和与母线相连的地方，改造前落实好安全措施，防止由于改造误碰而导致运行设备停电或母线失电。
此次改造资金短缺、时间紧迫，任务艰巨，因此合理的设计、详细的图纸、完善的安全措施、有序的工作是保证改造顺利完成的关键。我们在进行改造前召开过多次技术分析会，讨论改造方案、安全措施及具体实施步骤。专门制定负责人编写电缆清册及绘制改造详细的图纸。为保证施工进度，现场设总负责人一名，全面负责整个改造工作，设分管负责人3名，分别负责新、老盘柜拆除、安装，电缆敷设、接线，调试工作。
2 机组保护配置方案
2.1保护改造总体方案
保护按照双重化配置要求，每台机组设置三面柜，其中A，B柜为电气量保护柜，都有相互独立的、完整的主保护和后备保护，能够实现发-变组的全部电气量保护，C柜为非电量保护柜，能够实现发-变组的全部非电气量保护。保护动作于跳闸或发信号。这种配置既可以防止装置拒动而导致故障扩大，又可减少因保护装置异常、检修等原因造成一次设备被迫停运现象的发生。A，B屏均配置主变差动、发电机差动、高厂变差动，差动用电流互感器选用互相独立的绕组，保护范围交叉重迭，避免死区。采用主后一体化方案，这样CT、PT只接入一次，不需串接或并接，大大减少了TA断线、TV断线的可能性。A、B柜直流电源取自不同的母线段，保护动作分别各自跳闸于断路器的两个跳闸线圈，C柜为独立的直流电源，跳闸回路独立出口，保护同时动作跳闸于断路器的两个跳闸线圈，保护动作信号分别到DCS与故障录波。
2.2模拟量改造方案
为保证保护双重化且不出现死区，差动保护用电流互感器A、B柜交叉重叠且相互独立，主变差动与发电机差动都可以轻松实现，但高厂变高压侧只剩一组可用的CT用于高厂变差动，由于此CT安装在高厂变高压侧套管中，无法再安装一组CT，只能A、B柜共用。主变差动用21LH极性相反，在6KV开关柜处调整极性。
差动CT极性的确定遵循的原则是先确定发电机差动CT极性、再根据发电机差动的极性确定主变差动、高厂变差动CT的极性。发电机差动应满足保护装置所采集功率的方向为正方向，即发电机差动用CT极性靠近发电机侧为同极性端。如下图所示：
按照此原则，我厂原发电机差动保护接线与此相反，解决的办法有两个，一是从发电机CT根部进行调节，但根部在发电机本体，操作难度大，如果接不好，容易造成CT开路；二是在装置上调节，操作容易，但校验保护时，由于是从端子排上加量，因此对于方向性保护，加量时需反向加量，从安全角度出发，我们选择后者。
为了节省资金，我们尽量选择利用旧电缆，此时需注意的问题主要有两个。一是绝缘问题，在选用旧电缆时首先应测量绝缘正常，否则需重新敷设新电缆。二是旧电缆在拆、接线时一定要做好标识，防止接线错误影响工程质量和进度。由于旧电缆较短，发电机中性点及机端CT都先接至同期屏，再转接至保护屏。将多余的电流互感器如3LH在同期屏端子排处短接并接地。
按照双重化配置的要求，原本想A、B柜各自选取独立的发电机机端PT，但由于2YH无开口三角绕组，无法获取零序电压，因此只能选取3YH的不同绕组。
2.3 DCS逻辑修改方案
非电气量输入接点如系统联跳、励磁系统故障切机、主汽门接点、断路器接点、三相不一致接点A、B柜应相互独立，互不影响；各套保护装置开出的跳闸输出回路也都相互独立，互不影响。开关量与其它装置的接口如故障录波、DCS全部重新放电缆，A、B柜相互独立。需修改两个热工的逻辑：
2.3.1汽轮机联跳发电机
原设置：汽轮机跳闸，两个高压主汽门关到位信号（TV1和TV2全关信号直接串联），通过硬接线送至发变组后备保护盘，程启逆功率保护动作跳发电机。根据1、2号机发变组改造要求，结合中国大唐集团公司09年12月份下发的《中国大唐集团公司提高火电厂主设备热工保护及自动装置可靠性指导意见》，需增设一个汽轮机跳闸信号，联跳发电机。
修改方案：
（1）保留原汽轮机跳闸，两个高压主汽门关到位（TV1和TV2全关信号直接串联），通过硬接线送至发变组保护A屏保护（端子排5X/1/17），程启逆功率动作跳发电机。
（2）在DEH机柜内经逻辑判断后，输出一个汽轮机主汽门关闭信号，通过硬接线送至发变组保护B屏（端子排5X/1/17），程启逆功率动作跳发电机。具体修改方法： 1）在DPU3 增加一个DO点，名称：TVCLOSED，敷设电缆，起点：DPU3柜3B-H3-TBA16/17，终点：发变组保护B屏；
2）汽轮机主汽门关闭逻辑，详见下图。
2.3.2发变组保护动作联跳汽轮机
原设置：发变组保护动作后从后备保护盘输出三对发变组保护动作接点：1ZS41140A、1ZS41140B、1PR66843。1ZS41140A、1ZS41140B任一动作联跳汽轮机；1PR66843动作后，触发1BC66822T（热工到发电机主开关的跳闸指令）动作，动作后发电机主开关跳闸。
修改方案：
（1）根据新发变组保护装置配置，将A、B、C屏“发变组保护动作”跳闸信号在发变组保护屏处做并联处理，再引至DEH控制机柜；保留原发变组保护屏至DEH控制柜1ZS41140A、1ZS41140B的硬接线；1ZS41140A、1ZS41140B任一动作联跳汽轮机逻辑不做修改。
（2）原1PR66843信号的作用为发变组保护动作，再通过热控逻辑判断后输出信号联跳发电机主开关。因发变组保护改造后，无多余发变组保护动作信号输出，经相关专业讨论此信号作用不大，决定取消此点。具体修改方法：1）将1PR66843两端电缆甩开，并用绝缘胶布包好。2）因原1PR66843信号为常闭接点，该回路接线拆除后，需将输入端子短接。端子位置：DPU6柜6B-H1-TBA-3/ TBB-3根据新发变组保护装置配置，将A、B、C屏两对“发变组保护动作”跳闸信号在发变组保护屏处做并联处理（如下图），再引至DEH控制机柜；保留原发变组保护屏至DEH控制柜1ZS41140A、1ZS41140B的硬接线；1ZS41140A、1ZS41140B任一动作联跳汽轮机逻辑不做修改。
3 总结
发变组保护在电厂继电保护中占据举足轻重的地位，而发变组保护的改造与新投运不同，不允许出现影响机组的重大缺陷，因为机组一旦并网而跳闸就属于非停，将给公司带来很大的经济损失及名誉损害。这次改造资金短缺、时间紧迫，任务艰巨，但是CT极性、接线和逻辑是关键，只要保证接线和逻辑正确，其他问题都容易解决。因此我们先将涉及到的模拟量、开关量进行仔细查线、核对，确定CT的极性，为了节省时间及资金，尽量利用旧电缆，旧电缆的标示至关重要，必须标明原接线位置与新接线位置，还要做好包扎，防止在拉电缆时标示丢失；逻辑方面，与热工人员认真详细研究，将需修改部分做好记录。由于时间原因，我们厂变CT极性未做短路试验校验，在机组并网时未投主变差动及厂变差动，用初始负荷校验无误后才投入。
1、2号发电机-变压器组保护改造后，不仅实现了发电机-变压器组各种类型故障及异常运行情况的保护，还实现了双重化配置，当一套保护因异常需要退出或需要检修时，不影响另一套保护正常运行，从而可以不停机组的运行。单套保护装置的可靠性完全可以满足长期独立运行的要求，当双套保护装置并列运行时，可靠性非常高，可最大限度地满足“双重化保护实现后可以防止保护装置拒动而导致系统事故”的要求。新保护装置具有完善的自检及抗干扰功能，保护出口跳闸采用“启动+保护动作”的方式，杜绝保护装置硬件故障引起的误动；双主双后配置避免因元器件损坏引起拒动。保护动作报告直观明确，功能压板和出口压板独立设置，标示指示明确，出口可进行整定。新保护装置的人机界面友好，操作方便，投运以来一直运行良好。
作者简介 孟赟，男，大学本科，助理工程师，电厂继电保护专业。