陈亮

(广东省电力设计研究院，广州市，510663)

0 引言

随着我国经济社会的快速发展，人们越来越关注能源系统的环境问题。传统的燃煤电厂排放污染物较多，而以天然气、燃料油或工业伴生气为燃料的燃气轮机发电形式，由于其投资省、效率高、运行方式灵活、调峰性能和环保性能优越，近年来得到了较快发展［1-4］。

燃气轮发电机组与常规燃煤机组的主要区别包括:(1)燃气轮机组不能自行启动，大容量燃气轮发电机一般采用变频启动方式［5］，由外部电源经静态变频装置(static freqency converter，SFC)给电机定子绕组供电，并经启动励磁装置供给励磁绕组励磁电源;(2)燃气轮机变频启动过程中，发电机定子电流较小，机端电压较低，吸收有功功率，电机处于同步电动机运行模式。

本文基于燃气轮发电机变频启动的过程，针对燃煤机组常规保护原理误动情况、特殊保护功能的补充或闭锁设置、保护配置差异进行了分析。

1 变频启动过程中的特殊保护

1.1 发电机启动过流保护

典型的燃气轮发电机组主接线如图1所示。

图1 燃气轮发电机组继电保护配置方案Fig.1 Relay protection configuration of gas turbine generator unit

在燃气轮机启动过程中，发电机的定子电流较小，最大约为7%额定电流，发电机的频率变化范围为0.05～33.3 Hz，机端电压约为17%额定电压，发电机U/f值为0.25～1.0。考虑到发电机的电抗与频率成正比，也由工频值下降至相应值，尽管机端电压维持在较低值，此短路电流也是相当大的［6］，启动过程持续时间较长，而发电机差动保护、相间后备保护在低频时保护的灵敏性降低，且频率越低，灵敏系数越低，因此必须增设专门针对启动期间相间故障的启动过流保护，该保护可按躲过变频启动过程中的最大负荷电流(0.07Ie)整定。……