近年来随着我国工业的发展，环境问题频发，燃气发电作为一种成熟可靠的清洁能源，迎来了加速发展的契机。十二五期间随着大型燃气-蒸汽联合循环电厂的不断建设，燃气轮发电机组继电保护设备国产化水平逐渐提高。随着燃气发电厂总量的增多、运行机组和运行时间的稳步增加，业内对大型燃气轮发电机组保护逐渐形成共识，制定了DL/T 1505—2016《大型燃气轮发电机组继电保护装置通用技术条件》（以下简称“技术条件”）。

大型燃气轮发电机多配备负载换相型变频器（load commutated inverter, LCI），由LCI系统为发电机提供起动转矩。起动过程中，发电机定子绕组电流最大约为额定电流的7%，机端电压最大值约为额定电压的17%，发电机转子转速介于0～2000r/min区间，对应定子侧电气量的频率为0～33.3Hz，发电机的U/f值范围为0.25～1.0。

在此过程中，采用常规傅里叶算法计算电气量的正、负、零序分量会导致计算结果错误，部分保护的灵敏度可能下降，甚至无法动作，而另一些保护可能误动。因此业内对于燃气轮机组保护的研究，多集中在变频起动过程中保护元件需做的特殊处理，或应新增的保护功能。例如，在起动过程中采用非线性加速的变频序分量计算方法，在起动过程中配置定子接地保护的必要性及原理方案等。

技术条件对燃气轮机组因变频起动需要特殊处理或新增的保护做出了要求，比如定子接地保护、匝间保护、LCI直流接地保护、主变差动保护、逆功率保护和低频保护等。

南京南瑞继保电气有限公司的研究人员根据大型燃气轮发电机特点，结合DL/T 1505—2016《大型燃气轮发电机组继电保护装置通用技术条件》的颁布执行，就大型燃气轮发电机的定子接地保护、定子匝间保护、LCI系统直流接地保护、主变差动保护等的关键技术进行了研究，内容总结如下：

1）不同容量、不同接地方式的机组，定子接地保护配置存在差异，需要考虑铁磁谐振造成PT烧毁及定子接地保护误动的问题，必要时可以增加一次消谐设备和调整定子接地保护动作时间。

2）对于没有匝间专用PT、未配置匝间保护的燃气轮机组，可以考虑增配自产纵向零序电压匝间保护以完善匝间保护性能。

3）在LCI变频起动过程中，中性点接地变投入运行时需配置LCI直流系统接地保护，此外本文还提出了两种解决该过程中主变差动保护易误动的 措施。

4）在LCI变频起动过程中，以往基于额定频率的序分量计算方法不再适用，需采用变频计算方法。

本研究所讨论的原则对于规范我国大型燃气轮发电机继电保护配置和设计，指导现场保护装置换型升级具有指导意义。

本文编自2021年第12期《电气技术》，论文标题为“大型燃气轮发电机组保护关键技术研究”，作者为钟守平、王洪林 等。