發(fā)電機干式變壓器組高壓斷路器故障保護分析作者：匿名2008/2/29 163363733603

近年來，發(fā)生了多起發(fā)電機干式變壓器組高壓側(cè)單相電流通過干式變壓器耦合，使發(fā)電機不全相運行，導(dǎo)致發(fā)電機電路負序電流大，導(dǎo)致發(fā)電機轉(zhuǎn)子嚴重?zé)龎牡氖鹿?。因此，無論電廠采用何種電氣主接線，發(fā)電機干式變壓器組采用何種高壓斷路器，根據(jù)DL400-91 《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，以及發(fā)電機干式變壓器組雙重保護和近后備保護配置的原則，大型機組的發(fā)電機干式變壓器組保護配置故障保護。當發(fā)電機干式變壓器組高壓側(cè)斷路器非全相運行時，故障保護動作，跳閘母線上所有元件或與母聯(lián)(或分段)斷路器和發(fā)電機干式變壓器組高壓側(cè)斷路器相連的相關(guān)元件，保護發(fā)電機安全。1發(fā)電機干式變壓器組故障保護存在的問題1.1故障保護的復(fù)合電壓閉鎖問題早期故障保護電路沒有復(fù)合電壓閉鎖，故障保護經(jīng)常失靈。改造后，故障保護電路安裝了復(fù)合電壓閉鎖。但隨著機組容量的增加，負序電流對發(fā)電機轉(zhuǎn)子的危害加劇。要求在發(fā)電機干式變壓器組高壓側(cè)斷路器未全相運行時，盡快解除復(fù)合電壓閉鎖，并解除發(fā)電機干式變壓器組故障保護中復(fù)合電壓閉鎖的邏輯關(guān)系要求。這一要求在新型微機故障保護裝置中很容易滿足，但在早期故障保護中很難滿足，早期故障保護也不容易改造。1.2故障保護裝置啟動判據(jù)與邏輯關(guān)系問題早期故障保護裝置啟動判據(jù)是由“斷路器保護動作”和“相電流”組成的“與”邏輯。動作是將母聯(lián)(或分段)斷路器在一定延時后短時間內(nèi)跳閘(時限大于斷路器跳閘時間與保護裝置返回時間之和加裕度時間)。一段時間后，連接總線上的所有活動組件或相關(guān)組件都會跳閘。根據(jù)《“防止電力生產(chǎn)重大事故的25項重點要求”繼電保護實施細則》(簡稱《繼電保護細則》)的要求，發(fā)電機干式變壓器組故障保護啟動后，斷路器再次跳閘。因此，早期故障保護不能滿足這種對策要求。2發(fā)電機干式變壓器組故障保護分析2.1故障保護復(fù)合電壓閉鎖元件復(fù)合電壓閉鎖可以防止發(fā)電機干式變壓器組斷路器故障保護誤動。但在發(fā)電機干式變壓器組的某些類型故障中，可能不會引起復(fù)合電壓動作，如系統(tǒng)母線電壓變化不大，電壓分量無響應(yīng)；或者非電氣保護動作(如繞組溫度高)，復(fù)合電壓閉鎖不能起到閉鎖作用，而是造成故障保護拒動。由于故障保護接線的改進和微機保護裝置的應(yīng)用，取消了母線復(fù)合電壓作為發(fā)電機干式變壓器組故障保護的故障判別元件，改用負序電流或零序電流或相電流作為故障判別元件。因此，新建電廠發(fā)電機干式變壓器組故障保護采用微機保護裝置，建議取消發(fā)電機干式變壓器組故障保護的復(fù)合電壓閉鎖；同時，故障保護的出口回路應(yīng)增加延時，延時時間應(yīng)略大于斷路器跳閘時間和保護裝置返回時間之和加上裕度時間，以防止某些情況下故障保護誤動作。如果不能取消復(fù)合電壓回路，無論發(fā)電機干式變壓器組高壓斷路器是三相操作機構(gòu)還是分相操作機構(gòu)，都應(yīng)通過軟件或硬件tr按照《繼電保護細則》發(fā)電機干式變壓器組故障保護的邏輯要求執(zhí)行 #p#分頁標題#e#

如果在各元件出口跳閘回路中安裝復(fù)合電壓閉鎖，則很容易解除發(fā)電機干式變壓器組故障保護的復(fù)合電壓閉鎖，只有對發(fā)電機干式變壓器組出口回路進行改造才能實現(xiàn)；但是，如果在故障保護的控制電路中安裝了復(fù)合電壓閉鎖，解除復(fù)合電壓閉鎖是非常困難的，因此需要專門利用故障保護的所有預(yù)定檢查時間進行保護改造或升級來解決這個問題。2.2故障保護判別元件早期，發(fā)電機干式變壓器斷路器的故障保護判別元件大多采用相電流元件，因此很難選擇合適的電流元件整定值。定值大，在某些故障中，如匝間短路，電流分量的動作可能得不到保證，即三相斷路器失靈時，判別電路無法啟動，失靈保護拒動；然而，當設(shè)定值降低時，仍然難以確保在任何故障情況下的靈敏度。如果發(fā)電機干式變壓器組斷路器采用分相操作的斷路器，并使用零序電流繼電器作為判斷元件，則零序電流的靈敏度沒有問題，可以保證故障保護的可靠啟動。但如果分相操作的斷路器三相失靈，零序電流判斷電路不啟動，故障保護拒動。因此，無論發(fā)電機干式變壓器組早期斷路器采用三相還是分相操作機構(gòu)，無論采用哪種故障保護判斷元件，都應(yīng)按照《繼電保護細則》對發(fā)電機干式變壓器組故障保護的邏輯要求進行改造。早期故障保護判斷元件沒有斷路器不完全相位判斷元件。發(fā)電機干式變壓器組故障保護邏輯增加了斷路器不全相判斷元件，由三個合閘位置繼電器HWJa、HWJb、HWJC并聯(lián)和三個跳閘位置繼電器TWJa、TWJb、TWJc并聯(lián)后串聯(lián)組成。對于分相運行的發(fā)電機干式變壓器組斷路器，發(fā)電機干式變壓器組保護設(shè)有一套斷路器不全相保護。2.3故障保護啟動元件故障保護由故障元件的保護動作觸點啟動，其啟動方式可分為三相啟動和三相啟動，發(fā)電機干式變壓器組保護啟動方式為三相啟動。發(fā)電機干式變壓器保護中啟動失敗的保護一般分為以下三種情況。2.3.1所有啟動全跳的保護都無法啟動。全跳是指發(fā)電機干式變壓器組的高壓側(cè)斷路器、廠用變壓器的分支斷路器和磁力斷路器。全跳保護，如發(fā)電

機干式變壓器組(發(fā)電機、干式變壓器)差動保護、匝間保護、失磁保護、定子接地保護等。手動跳開發(fā)電機干式變壓器組高壓側(cè)斷路器單相失靈時，可以依靠主干式變壓器零序保護或發(fā)電機定子負序保護來啟動失靈保護；發(fā)生單相接地時，可以依靠差動保護、主干式變壓器零序保護來啟動失靈保護；兩相短路時，可以依靠發(fā)電機定子負序保護來啟動失靈保護；同時，應(yīng)防止某些故障情況下，由于失靈保護和其它保護配合及開關(guān)跳閘時間邏輯不合理而造成失靈保護誤動作事故的發(fā)生。 所有啟動全跳的保護都啟動失靈保護，可以彌補有些情況下有關(guān)保護的元件靈敏度不足、失靈保護未發(fā)揮作用的缺陷。 手動跳開發(fā)電機干式變壓器組高壓側(cè)斷路器三相失靈時，可以依靠倒母線方法處理事故。 2.3.2部分保護啟動失靈保護，瓦斯保護不啟動 失靈保護 按照技術(shù)規(guī)程規(guī)定，不允許瓦斯保護啟動失靈保護。要保證干式變壓器瓦斯保護不啟動失靈保護，可使干式變壓器瓦斯保護單先啟動一出口中間繼電器，接至操作箱的手跳端子，而手跳不起動失靈保護。 在瓦斯保護尚未分開單先出口時，若斷路器失靈保護采用微機型裝置(如許昌繼電器廠設(shè)計的WMH-800系列)，電流判別及失靈計時均在一個裝置內(nèi)(新設(shè)計的3/2接線的廠站一般用此類裝置)，由于它們之間不采用接點聯(lián)系，不存在電流繼電器接點粘連的問題，失靈保護的安全性還是有保證的。實際上，現(xiàn)在保護裝置都采用微機型失靈保護裝置，可以考慮讓干式變壓器瓦斯保護啟動失靈保護。如果使用電磁型電流繼電器作為判別元件，而瓦斯保護又未分開出口時(如阿繼廠設(shè)計的PFH系列)，則非常容易誤啟動失靈保護，因此不能用電磁型電流繼電器作為判別元件啟動失靈保護。 2.3.3熱工保護(如斷水保護)單先啟動失靈保護， 或者通過逆功率保護啟動失靈保護 發(fā)電機干式變壓器組高壓側(cè)斷路器為分相操作斷路器時，熱工保護可以直接啟動失靈保護，也可以由逆功率保護啟動失靈。失靈保護判別回路采用2個零序電流繼電器串聯(lián)，構(gòu)成并解除電壓閉鎖，零序電流按照躲過正常運行時的不平衡電流整定。發(fā)電機干式變壓器組高壓側(cè)斷路器為三相操作斷路器時，熱工保護不宜直接啟動失靈保護，宜由逆功率保護啟動失靈。這時，失靈保護判別回路由2組相電流元件構(gòu)成，每相用2個先立的靜態(tài)電流繼電器，其接點串聯(lián)后，三相并聯(lián)作為判別元件。如采用微機型失靈啟動裝置時，可僅用1組電流元件，相電流元件的定值，可按較低定值整定，以提高靈敏度。 2.4失靈保護跳閘動作 對于一個半斷路器接線的失靈保護，失靈保護啟動后，先先瞬時重跳本斷路器1次，再經(jīng)電流元件判別后，經(jīng)一段延時，較后跳開相鄰的斷路器，并三相再跳本斷路器1次。 對于分段單母線及雙母線，早期的發(fā)電機干式變壓器組失靈保護動作先跳開分段或母聯(lián)斷路器，并閉鎖會誤動的平行線保護，然后再斷開其它相關(guān)的斷路器；跳開分段或母聯(lián)斷路器的時間一般為0.15s，斷開其它相關(guān)的斷路器的時間一般為0.3s，這不符合《繼電保護細則》對發(fā)電機干式變壓器組失靈保護動作跳閘邏輯要求。如果進行改造，要求失靈保護啟動后，先先瞬時重跳本斷路器1次，可以通過在發(fā)電機干式變壓器組失靈保護出口跳閘回路引出一路，瞬時跳閘。 2.5其它需要說明的要點 對于雙母線接線的失靈保護，發(fā)電機干式變壓器組失靈保護的啟動、跳閘回路均應(yīng)經(jīng)電壓切換繼電器觸點控制，接入相電流元件的電流互感器，不應(yīng)與其它電流互感器再并接，否則應(yīng)防止并聯(lián)電流互感器汲出電流的影響，失靈保護動作跳開斷路器的同時，應(yīng)閉鎖母線重合閘，失靈保護應(yīng)按斷路器設(shè)置。( 來源：安全文化網(wǎng)#p#分頁標題#e#