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关于苏司兰S88-2.1MW机组滑差系统增加“负功率”保护功能的研究与应用

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成果主要完成人

李 飞、赵 凯、林陈晨、张兴瑞、杨虎生

项目概况

近年来发生两起苏司兰S88-2.1MW机组火灾事故,排查起火原因均是机组负功率引发火灾。机组停机时,中间继电器粘连、断开失败或并网接触器粘连会造成并网接触器不能断开,此时发电机转速低于同步转速,相当于电动机,从电网吸收功率进而产生负功率,风速越小从电网吸收的功率越大,滑差柜内IGBT元件和滑差技改柜内电阻R9的温度会出现电流过大超限、温度急剧升高等异常情况。苏司兰S88-2.1MW机组配备滑差柜做机组并网运行控制,机组主回路采用1个并网接触器以及1个主断路器,塔底柜存在并网接触器断开失败不能脱网风险,需要提高并网接触器断开的可靠性,并增加并网接触器断开失败后紧急切断主断路器的冗余保护功能。 通过以下设计实现保护目标: 1)提高并网接触器控制继电器可靠性,增加冗余继电器,将增加继电器和原有继电器的触点串联,共同控制并网接触器; 2)增加额外一套功率采集设备,采用二级报警,实现负功率故障1(故障值可设置)断安全链停机,负功率故障2(故障值可设置)直接使断路器分闸; 3)增加额外一套温度监测设备,实现滑差柜内IGBT元件和R9电阻柜内电阻温度故障(故障值可设置)断安全链停机和使断路器分闸。 设计思路为将滑差柜内IGBT元件和R9电阻柜内电阻过温的故障1和电能监测的第一路反馈点分别串入安全链而不直接控制主断路器,因为安全链本身串入有急停按钮等节点,在触发任一节点后,报出安全链故障,主控程序都会按照预设控制进行停机,所以新增节点串入安全链的方式,其停机控制依照原机组控制逻辑,比较安全,不会出现控制保护上的盲区。滑差柜内IGBT元件和R9电阻柜内电阻过温的故障2和电能监测的第二路故障信号用于控制主断路器在负功率超设定值后分断主断路器。 机组停机时,中间继电器粘连、断开失败或并网接触器粘连会造成并网接触器不能断开,此时发电机转速低于同步转速,相当于电动机,从电网吸收功率进而产生负功率,风速越小从电网吸收的功率越大,滑差柜内IGBT元件和R9电阻柜内电阻的温度会出现电流过大超限、温度升高等异常情况。为了防止机组因并网接触器不能断开产生异常导致机组发生进一步的危害,故开展本次改造。 该成果方案施工工艺简单明了,数据储备完整,试验结果正常,投入运行后对机组未产生不良影响,为防止机组因负功率影响和中间继电器粘连、断开失败或并网接触器粘连、并网接触器不能断开引发的火灾事故具有重要的可行性研