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

近年來，發(fā)生了多起發(fā)電機(jī)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(jī)不全相運(yùn)行，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電路負(fù)序電流大，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子嚴(yán)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(jī)干式變壓器組采用何種高壓斷路器，根據(jù)DL400-91 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，以及發(fā)電機(jī)干式變壓器組雙重保護(hù)和近后備保護(hù)配置的原則，大型機(jī)組的發(fā)電機(jī)干式變壓器組保護(hù)配置故障保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)干式變壓器組高壓側(cè)斷路器非全相運(yùn)行時(shí)，故障保護(hù)動(dòng)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(jī)干式變壓器組高壓側(cè)斷路器相連的相關(guān)元件，保護(hù)發(fā)電機(jī)安全。1發(fā)電機(jī)干式變壓器組故障保護(hù)存在的問題1.1故障保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖問題早期故障保護(hù)電路沒有復(fù)合電壓閉鎖，故障保護(hù)經(jīng)常失靈。改造后，故障保護(hù)電路安裝了復(fù)合電壓閉鎖。但隨著機(jī)組容量的增加，負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的危害加劇。要求在發(fā)電機(jī)干式變壓器組高壓側(cè)斷路器未全相運(yùn)行時(shí)，盡快解除復(fù)合電壓閉鎖，并解除發(fā)電機(jī)干式變壓器組故障保護(hù)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(jī)故障保護(hù)裝置中很容易滿足，但在早期故障保護(hù)中很難滿足，早期故障保護(hù)也不容易改造。1.2故障保護(hù)裝置啟動(dòng)判據(jù)與邏輯關(guān)系問題早期故障保護(hù)裝置啟動(dòng)判據(jù)是由“斷路器保護(hù)動(dòng)作”和“相電流”組成的“與”邏輯。動(dòng)作是將母聯(lián)(或分段)斷路器在一定延時(shí)后短時(shí)間內(nèi)跳閘(時(shí)限大于斷路器跳閘時(shí)間與保護(hù)裝置返回時(shí)間之和加裕度時(shí)間)。一段時(shí)間后，連接總線上的所有活動(dòng)組件或相關(guān)組件都會(huì)跳閘。根據(jù)《“防止電力生產(chǎn)重大事故的25項(xiàng)重點(diǎn)要求”繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則》(簡(jiǎn)稱《繼電保護(hù)細(xì)則》)的要求，發(fā)電機(jī)干式變壓器組故障保護(hù)啟動(dòng)后，斷路器再次跳閘。因此，早期故障保護(hù)不能滿足這種對(duì)策要求。2發(fā)電機(jī)干式變壓器組故障保護(hù)分析2.1故障保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖元件復(fù)合電壓閉鎖可以防止發(fā)電機(jī)干式變壓器組斷路器故障保護(hù)誤動(dòng)。但在發(fā)電機(jī)干式變壓器組的某些類型故障中，可能不會(huì)引起復(fù)合電壓動(dòng)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(hù)動(dòng)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(hù)拒動(dòng)。由于故障保護(hù)接線的改進(jìn)和微機(jī)保護(hù)裝置的應(yīng)用，取消了母線復(fù)合電壓作為發(fā)電機(jī)干式變壓器組故障保護(hù)的故障判別元件，改用負(fù)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(jī)干式變壓器組故障保護(hù)采用微機(jī)保護(hù)裝置，建議取消發(fā)電機(jī)干式變壓器組故障保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖；同時(shí)，故障保護(hù)的出口回路應(yīng)增加延時(shí)，延時(shí)時(shí)間應(yīng)略大于斷路器跳閘時(shí)間和保護(hù)裝置返回時(shí)間之和加上裕度時(shí)間，以防止某些情況下故障保護(hù)誤動(dòng)作。如果不能取消復(fù)合電壓回路，無論發(fā)電機(jī)干式變壓器組高壓斷路器是三相操作機(jī)構(gòu)還是分相操作機(jī)構(gòu)，都應(yīng)通過軟件或硬件tr按照《繼電保護(hù)細(xì)則》發(fā)電機(jī)干式變壓器組故障保護(hù)的邏輯要求執(zhí)行 #p#分頁標(biāo)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(jī)干式變壓器組故障保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖，只有對(duì)發(fā)電機(jī)干式變壓器組出口回路進(jìn)行改造才能實(shí)現(xiàn)；但是，如果在故障保護(hù)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(hù)的所有預(yù)定檢查時(shí)間進(jìn)行保護(hù)改造或升級(jí)來解決這個(gè)問題。2.2故障保護(hù)判別元件早期，發(fā)電機(jī)干式變壓器斷路器的故障保護(hù)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(dòng)作可能得不到保證，即三相斷路器失靈時(shí)，判別電路無法啟動(dòng)，失靈保護(hù)拒動(dòng)；然而，當(dāng)設(shè)定值降低時(shí)，仍然難以確保在任何故障情況下的靈敏度。如果發(fā)電機(jī)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(hù)的可靠啟動(dòng)。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(dòng)，故障保護(hù)拒動(dòng)。因此，無論發(fā)電機(jī)干式變壓器組早期斷路器采用三相還是分相操作機(jī)構(gòu)，無論采用哪種故障保護(hù)判斷元件，都應(yīng)按照《繼電保護(hù)細(xì)則》對(duì)發(fā)電機(jī)干式變壓器組故障保護(hù)的邏輯要求進(jìn)行改造。早期故障保護(hù)判斷元件沒有斷路器不完全相位判斷元件。發(fā)電機(jī)干式變壓器組故障保護(hù)邏輯增加了斷路器不全相判斷元件，由三個(gè)合閘位置繼電器HWJa、HWJb、HWJC并聯(lián)和三個(gè)跳閘位置繼電器TWJa、TWJb、TWJc并聯(lián)后串聯(lián)組成。對(duì)于分相運(yùn)行的發(fā)電機(jī)干式變壓器組斷路器，發(fā)電機(jī)干式變壓器組保護(hù)設(shè)有一套斷路器不全相保護(hù)。2.3故障保護(hù)啟動(dòng)元件故障保護(hù)由故障元件的保護(hù)動(dòng)作觸點(diǎn)啟動(dòng)，其啟動(dòng)方式可分為三相啟動(dòng)和三相啟動(dòng)，發(fā)電機(jī)干式變壓器組保護(hù)啟動(dòng)方式為三相啟動(dòng)。發(fā)電機(jī)干式變壓器保護(hù)中啟動(dòng)失敗的保護(hù)一般分為以下三種情況。2.3.1所有啟動(dòng)全跳的保護(hù)都無法啟動(dòng)。全跳是指發(fā)電機(jī)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(hù)，如發(fā)電

機(jī)干式變壓器組(發(fā)電機(jī)、干式變壓器)差動(dòng)保護(hù)、匝間保護(hù)、失磁保護(hù)、定子接地保護(hù)等。手動(dòng)跳開發(fā)電機(jī)干式變壓器組高壓側(cè)斷路器單相失靈時(shí)，可以依靠主干式變壓器零序保護(hù)或發(fā)電機(jī)定子負(fù)序保護(hù)來啟動(dòng)失靈保護(hù)；發(fā)生單相接地時(shí)，可以依靠差動(dòng)保護(hù)、主干式變壓器零序保護(hù)來啟動(dòng)失靈保護(hù)；兩相短路時(shí)，可以依靠發(fā)電機(jī)定子負(fù)序保護(hù)來啟動(dòng)失靈保護(hù)；同時(shí)，應(yīng)防止某些故障情況下，由于失靈保護(hù)和其它保護(hù)配合及開關(guān)跳閘時(shí)間邏輯不合理而造成失靈保護(hù)誤動(dòng)作事故的發(fā)生。 所有啟動(dòng)全跳的保護(hù)都啟動(dòng)失靈保護(hù)，可以彌補(bǔ)有些情況下有關(guān)保護(hù)的元件靈敏度不足、失靈保護(hù)未發(fā)揮作用的缺陷。 手動(dòng)跳開發(fā)電機(jī)干式變壓器組高壓側(cè)斷路器三相失靈時(shí)，可以依靠倒母線方法處理事故。 2.3.2部分保護(hù)啟動(dòng)失靈保護(hù)，瓦斯保護(hù)不啟動(dòng) 失靈保護(hù) 按照技術(shù)規(guī)程規(guī)定，不允許瓦斯保護(hù)啟動(dòng)失靈保護(hù)。要保證干式變壓器瓦斯保護(hù)不啟動(dòng)失靈保護(hù)，可使干式變壓器瓦斯保護(hù)單先啟動(dòng)一出口中間繼電器，接至操作箱的手跳端子，而手跳不起動(dòng)失靈保護(hù)。 在瓦斯保護(hù)尚未分開單先出口時(shí)，若斷路器失靈保護(hù)采用微機(jī)型裝置(如許昌繼電器廠設(shè)計(jì)的WMH-800系列)，電流判別及失靈計(jì)時(shí)均在一個(gè)裝置內(nèi)(新設(shè)計(jì)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(diǎn)聯(lián)系，不存在電流繼電器接點(diǎn)粘連的問題，失靈保護(hù)的安全性還是有保證的。實(shí)際上，現(xiàn)在保護(hù)裝置都采用微機(jī)型失靈保護(hù)裝置，可以考慮讓干式變壓器瓦斯保護(hù)啟動(dòng)失靈保護(hù)。如果使用電磁型電流繼電器作為判別元件，而瓦斯保護(hù)又未分開出口時(shí)(如阿繼廠設(shè)計(jì)的PFH系列)，則非常容易誤啟動(dòng)失靈保護(hù)，因此不能用電磁型電流繼電器作為判別元件啟動(dòng)失靈保護(hù)。 2.3.3熱工保護(hù)(如斷水保護(hù))單先啟動(dòng)失靈保護(hù)， 或者通過逆功率保護(hù)啟動(dòng)失靈保護(hù) 發(fā)電機(jī)干式變壓器組高壓側(cè)斷路器為分相操作斷路器時(shí)，熱工保護(hù)可以直接啟動(dòng)失靈保護(hù)，也可以由逆功率保護(hù)啟動(dòng)失靈。失靈保護(hù)判別回路采用2個(gè)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(yùn)行時(shí)的不平衡電流整定。發(fā)電機(jī)干式變壓器組高壓側(cè)斷路器為三相操作斷路器時(shí)，熱工保護(hù)不宜直接啟動(dòng)失靈保護(hù)，宜由逆功率保護(hù)啟動(dòng)失靈。這時(shí)，失靈保護(hù)判別回路由2組相電流元件構(gòu)成，每相用2個(gè)先立的靜態(tài)電流繼電器，其接點(diǎn)串聯(lián)后，三相并聯(lián)作為判別元件。如采用微機(jī)型失靈啟動(dòng)裝置時(shí)，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(hù)跳閘動(dòng)作 對(duì)于一個(gè)半斷路器接線的失靈保護(hù)，失靈保護(hù)啟動(dòng)后，先先瞬時(shí)重跳本斷路器1次，再經(jīng)電流元件判別后，經(jīng)一段延時(shí)，較后跳開相鄰的斷路器，并三相再跳本斷路器1次。 對(duì)于分段單母線及雙母線，早期的發(fā)電機(jī)干式變壓器組失靈保護(hù)動(dòng)作先跳開分段或母聯(lián)斷路器，并閉鎖會(huì)誤動(dòng)的平行線保護(hù)，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(shí)間一般為0.15s，斷開其它相關(guān)的斷路器的時(shí)間一般為0.3s，這不符合《繼電保護(hù)細(xì)則》對(duì)發(fā)電機(jī)干式變壓器組失靈保護(hù)動(dòng)作跳閘邏輯要求。如果進(jìn)行改造，要求失靈保護(hù)啟動(dòng)后，先先瞬時(shí)重跳本斷路器1次，可以通過在發(fā)電機(jī)干式變壓器組失靈保護(hù)出口跳閘回路引出一路，瞬時(shí)跳閘。 2.5其它需要說明的要點(diǎn) 對(duì)于雙母線接線的失靈保護(hù)，發(fā)電機(jī)干式變壓器組失靈保護(hù)的啟動(dòng)、跳閘回路均應(yīng)經(jīng)電壓切換繼電器觸點(diǎn)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(hù)動(dòng)作跳開斷路器的同時(shí)，應(yīng)閉鎖母線重合閘，失靈保護(hù)應(yīng)按斷路器設(shè)置。( 來源：安全文化網(wǎng)#p#分頁標(biāo)題#e#