220千伏主變壓器開關(guān)斷口閃絡(luò)保護設(shè)計探討唐勇1、常勝2、趙志華3、何春3文摘：介紹了大型發(fā)電機干式變壓器組設(shè)置開關(guān)斷口閃絡(luò)保護的必要性，通過對珠海發(fā)電廠220千伏主變壓器開關(guān)斷口閃絡(luò)保護的分析，闡述了斷口閃絡(luò)與三相不一致的異同，以及開關(guān)斷口閃絡(luò)保護原理和動作邏輯的完善。設(shè)計與討論220 kvt變壓器斷路器氣墊保護唐涌1、長生2、趙志-華3、合川3 (1。廣東珠海動力廠，珠海519050；2.廣東電力設(shè)計研究院，廣州510600；3.許繼-hitachelectricalcorporation TD。摘要：本文描述了為大型發(fā)電機-變壓器組提供故障保護的必要性。根據(jù)對斷路器的分析，闡述了三相不平衡和斷路器懸浮的現(xiàn)象。1介紹在大型發(fā)電機-變壓器組并網(wǎng)過程中，斷路器斷口電壓隨著系統(tǒng)備用發(fā)電機與等效發(fā)電機電動勢夾角差的變化而變化。當(dāng)=180時，其值較大，有兩倍的運行電壓作用在斷口上，形成斷口閃絡(luò)事故隱患，這類事故也可能發(fā)生在發(fā)電機剛退出運行時。破損閃絡(luò)不僅損壞斷路器本身，還會導(dǎo)致開關(guān)滅弧室的絕緣水平降低，從而導(dǎo)致接地故障，導(dǎo)致事故擴大，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。此外，斷裂閃絡(luò)通常發(fā)生在一相或兩相中，不僅會產(chǎn)生有害的沖擊轉(zhuǎn)矩，還會產(chǎn)生負(fù)序電流，對轉(zhuǎn)子造成額外損失，嚴(yán)重威脅發(fā)電機的安全。為了快速消除斷裂閃絡(luò)故障，在大型機組上安裝斷路器-超快速閃絡(luò)保護裝置是非常迫切和必要的。作為大型發(fā)變組的后備保護，開關(guān)斷口閃絡(luò)保護越來越受到重視，但由于各種原因，實際應(yīng)用需要進一步探討和總結(jié)。根據(jù)珠海發(fā)電廠220千伏主變壓器開關(guān)斷口閃絡(luò)保護裝置的設(shè)計思路和應(yīng)用經(jīng)驗，分析其保護原理和動作邏輯的不足，并提出具體改造方案，供同行借鑒。2220千伏干線變壓器開關(guān)斷口閃絡(luò)保護設(shè)計概述珠海發(fā)電廠裝機容量為2700兆瓦。整個項目由日本三菱公司承包，電氣部分由美雷神公司設(shè)計。發(fā)電機干式變壓器組由機組連接，主變壓器高壓側(cè)配有220kVSF6開關(guān)，無發(fā)電機出口斷路器(GCB)。主變壓器高壓側(cè)安裝220千伏開關(guān)斷口閃絡(luò)保護。2.1保護原理斷口閃絡(luò)保護由KCGG122(OVERCURRENTRELAY)三個電流繼電器組成，每相一個，每個繼電器有高值分量和低值分量。繼電器的低值元件用于判斷相位開關(guān)的通斷狀態(tài)，高值元件用于判斷是否有電流流過相位開關(guān)。正常運行時，繼電器各相的高值元件通過三個繼電器低值元件的觸點串聯(lián)鎖定。當(dāng)一相或兩相滿足低值元件的動作閾值，另一相滿足高值元件的動作閾值時，保護動作。也就是說，當(dāng)開關(guān)處于斷開位置時，繼電器的低值元件斷開并鎖定，所以當(dāng)任何一個相繼電器的高值元件動作時，閃絡(luò)保護都會延遲。

2.2定值整定已知參數(shù)：主變壓器由額定較大容量為Snmax810MVA的3270MVA單相干式變壓器組成；高壓側(cè)額定較大電壓為Unmax242kV；高壓側(cè)CT變比k=3000/1，二次額定電流IN為1a；a .將I0 >、CURVE、延時設(shè)置為高值元件>/dt=(snmax100010%)/(1.732unmaxk)=(810100010%)/(1.732242選擇限定時限(DT)的曲線CURVE0:延時應(yīng)能可靠避開倒閘操作過程中的三相不同時段，避免誤操作，因此設(shè)置為>/dt為0.20s.b .低值元件的設(shè)定i0 #p#分頁標(biāo)題#e#<和tAux2的設(shè)定i0 <是繼電器的較小設(shè)定值，為0.005IN；整個延遲時間為tAux2=0.00s秒.2.3動作邏輯從圖1的原理圖和圖2的邏輯圖可以看出，閃絡(luò)保護的動作如下：

A.啟動故障保護出口繼電器86BF和94BF，并跳閘該站主變壓器開關(guān)所在母線上的所有開關(guān)。b .啟動61X繼電器，利用61X繼電器的觸點啟動52ST1和52ST2，跳閘本站主變開關(guān)110伏DC操作電源。這也是雷神設(shè)計的特點，可以保證在開關(guān)失靈或斷口閃絡(luò)保護動作后，禁止開關(guān)的任何電氣操作，避免使開關(guān)失靈

成損壞。2．4 設(shè)計商榷從上面的介紹中我們了解了雷神(RAYTHEON)公司設(shè)計的開關(guān)斷口閃絡(luò)保護原理及動作邏輯，從保護裝置實用性的角度出發(fā)，應(yīng)該說這套裝置在開關(guān)發(fā)生閃絡(luò)時還是能夠起到基本保護作用的，但在保護應(yīng)具備的選擇性和可靠性方面，僅僅簡單地依靠電流元件來實現(xiàn)保護功能是值得商榷的。2．4．1 保護原理方面的欠缺 從保護原理上分析，閃絡(luò)保護無法判斷開關(guān)真實狀態(tài)，即不能區(qū)分開關(guān)是發(fā)生斷口閃絡(luò)還是三相不一致。如果由于開關(guān)某相偷跳或拒動發(fā)生三相不一致時，則至少一相繼電器低值元件的輸出接點返回，這就使所有繼電器的高值元件解除閉鎖，那么當(dāng)一相或兩相繼電器高值元件動作時，保護也將經(jīng)過0．20s延時動作。 但是，開關(guān)斷口閃絡(luò)保護和三相不一致保護是兩種截然不同的故障狀態(tài)，其區(qū)別為： a．當(dāng)開關(guān)發(fā)生斷口閃絡(luò)時不僅對開關(guān)本身造成損壞，而且說明該相開關(guān)SF6滅弧室絕緣水平可能下降，有可能誘發(fā)成為單相或兩相接地故障，導(dǎo)致事故擴大。并且斷口閃絡(luò)是發(fā)生在開關(guān)要合或剛分時，仍屬于分閘狀態(tài)。在此種情況下，一方面產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩及負(fù)序電流作用于發(fā)電機上，另一方面由于無發(fā)電機出口開關(guān)，發(fā)電機仍會提供故障能量，嚴(yán)重威脅發(fā)電機的安全。 b．當(dāng)開關(guān)發(fā)生三相不一致時會產(chǎn)生非全相負(fù)序電流，負(fù)序電流在發(fā)電機轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出的倍頻電流會引起發(fā)電機振動，嚴(yán)重時會導(dǎo)致負(fù)序電流燒機。通常發(fā)電機承受負(fù)序電流能力主要是取決于負(fù)序電流熱效應(yīng)(I22t)，這也是發(fā)電機的一個重要基本參數(shù)。 由上可知，開關(guān)斷口閃絡(luò)與三相不一致是有區(qū)別的，一是產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度不同，比較來講斷口 閃絡(luò)的后果危害更大。二是兩種類型故障發(fā)生時，從各相電流上比較二者有相同之處，但實際開關(guān)各相分合閘位置狀態(tài)是不同的，斷口閃絡(luò)發(fā)生時開關(guān)三相是在分閘位置，而三相不一致發(fā)生時開關(guān)三相合、分閘位置不同，因此在我們在保護設(shè)計上應(yīng)區(qū)別對待。2．4．2 動作邏輯方面的疏漏從動作邏輯上分析主要有以下兩點不足之處： a．由于發(fā)電機干式變壓器組采用的是單元接線，發(fā)電機出口無開關(guān)，發(fā)電機在斷口閃絡(luò)時仍將對故障點提供能量，加劇了故障程度，因此閃絡(luò)保護動作后發(fā)電機應(yīng)當(dāng)立即滅磁降低斷口電壓。 b．開關(guān)失靈保護是作用于跳開母線上的所有開關(guān)，為防止保護誤動，在保護設(shè)計上需經(jīng)電流檢測元件50BF閉鎖，而閃絡(luò)保護未經(jīng)任何其他判斷條件直接出口是不合理的，如果在機組正常運行中由于保護繼電器本身故障或接線松動等原因?qū)е卤Ｗo動作，將會造成誤跳母線#p#分頁標(biāo)題#e#

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