發(fā)電機干式變壓器組高壓斷路器故障保護分析

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(lái)，發(fā)生了多起發(fā)電機干式變壓器組高壓側單相電流通過(guò)干式變壓器耦合，使發(fā)電機不全相運行，導致發(fā)電機電路負序電流大，導致發(fā)電機轉子嚴重燒壞的事故。因此，無(wú)論電廠(chǎng)采用何種電氣主接線(xiàn)，發(fā)電機干式變壓器組采用何種高壓斷路器，根據DL400-91 《繼電保護和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規程》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斷路器非全相運行時(shí)，故障保護動(dòng)作，跳閘母線(xiàn)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(wèn)題1.1故障保護的復合電壓閉鎖問(wèn)題早期故障保護電路沒(méi)有復合電壓閉鎖，故障保護經(jīng)常失靈。改造后，故障保護電路安裝了復合電壓閉鎖。但隨著(zhù)機組容量的增加，負序電流對發(fā)電機轉子的危害加劇。要求在發(fā)電機干式變壓器組高壓側斷路器未全相運行時(shí)，盡快解除復合電壓閉鎖，并解除發(fā)電機干式變壓器組故障保護中復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(mǎn)足，但在早期故障保護中很難滿(mǎn)足，早期故障保護也不容易改造。1.2故障保護裝置啟動(dòng)判據與邏輯關(guān)系問(wèn)題早期故障保護裝置啟動(dòng)判據是由“斷路器保護動(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)間內跳閘(時(shí)限大于斷路器跳閘時(shí)間與保護裝置返回時(shí)間之和加裕度時(shí)間)。一段時(shí)間后，連接總線(xiàn)上的所有活動(dòng)組件或相關(guān)組件都會(huì )跳閘。根據《“防止電力生產(chǎn)重大事故的25項重點(diǎn)要求”繼電保護實(shí)施細則》(簡(jiǎn)稱(chēng)《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(dòng)后，斷路器再次跳閘。因此，早期故障保護不能滿(mǎn)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故障保護復合電壓閉鎖元件復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(dòng)。但在發(fā)電機干式變壓器組的某些類(lèi)型故障中，可能不會(huì )引起復合電壓動(dòng)作，如系統母線(xiàn)電壓變化不大，電壓分量無(wú)響應；或者非電氣保護動(dòng)作(如繞組溫度高)，復合電壓閉鎖不能起到閉鎖作用，而是造成故障保護拒動(dòng)。由于故障保護接線(xiàn)的改進(jìn)和微機保護裝置的應用，取消了母線(xiàn)復合電壓作為發(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(chǎng)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合電壓閉鎖；同時(shí)，故障保護的出口回路應增加延時(shí)，延時(shí)時(shí)間應略大于斷路器跳閘時(shí)間和保護裝置返回時(shí)間之和加上裕度時(shí)間，以防止某些情況下故障保護誤動(dòng)作。如果不能取消復合電壓回路，無(wú)論發(fā)電機干式變壓器組高壓斷路器是三相操作機構還是分相操作機構，都應通過(guò)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行 #p#分頁(yè)標題#e#

如果在各元件出口跳閘回路中安裝復合電壓閉鎖，則很容易解除發(fā)電機干式變壓器組故障保護的復合電壓閉鎖，只有對發(fā)電機干式變壓器組出口回路進(jìn)行改造才能實(shí)現；但是，如果在故障保護的控制電路中安裝了復合電壓閉鎖，解除復合電壓閉鎖是非常困難的，因此需要專(zhuān)門(mén)利用故障保護的所有預定檢查時(shí)間進(jìn)行保護改造或升級來(lái)解決這個(gè)問(wèn)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(dòng)作可能得不到保證，即三相斷路器失靈時(shí)，判別電路無(wú)法啟動(dòng)，失靈保護拒動(dòng)；然而，當設定值降低時(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(méi)有問(wèn)題，可以保證故障保護的可靠啟動(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)，故障保護拒動(dòng)。因此，無(wú)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，無(wú)論采用哪種故障保護判斷元件，都應按照《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(jìn)行改造。早期故障保護判斷元件沒(méi)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(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有一套斷路器不全相保護。2.3故障保護啟動(dòng)元件故障保護由故障元件的保護動(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)電機干式變壓器組保護啟動(dòng)方式為三相啟動(dòng)。發(fā)電機干式變壓器保護中啟動(dòng)失敗的保護一般分為以下三種情況。2.3.1所有啟動(dòng)全跳的保護都無(wú)法啟動(dòng)。全跳是指發(fā)電機干式變壓器組的高壓側斷路器、廠(chǎng)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(dòng)保護、匝間保護、失磁保護、定子接地保護等。手動(dòng)跳開(kāi)發(fā)電機干式變壓器組高壓側斷路器單相失靈時(shí)，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(lái)啟動(dòng)失靈保護；發(fā)生單相接地時(shí)，可以依靠差動(dòng)保護、主干式變壓器零序保護來(lái)啟動(dòng)失靈保護；兩相短路時(shí)，可以依靠發(fā)電機定子負序保護來(lái)啟動(dòng)失靈保護；同時(shí)，應防止某些故障情況下，由于失靈保護和其它保護配合及開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)間邏輯不合理而造成失靈保護誤動(dòng)作事故的發(fā)生。 所有啟動(dòng)全跳的保護都啟動(dòng)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(dòng)跳開(kāi)發(fā)電機干式變壓器組高壓側斷路器三相失靈時(shí)，可以依靠倒母線(xiàn)方法處理事故。 2.3.2部分保護啟動(dòng)失靈保護，瓦斯保護不啟動(dòng) 失靈保護 按照技術(shù)規程規定，不允許瓦斯保護啟動(dòng)失靈保護。要保證干式變壓器瓦斯保護不啟動(dòng)失靈保護，可使干式變壓器瓦斯保護單先啟動(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。 在瓦斯保護尚未分開(kāi)單先出口時(shí)，若斷路器失靈保護采用微機型裝置(如許昌繼電器廠(chǎng)設計的WMH-800系列)，電流判別及失靈計時(shí)均在一個(gè)裝置內(新設計的3/2接線(xiàn)的廠(chǎng)站一般用此類(lèi)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(wèn)題，失靈保護的安全性還是有保證的。實(shí)際上，現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(dòng)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(kāi)出口時(shí)(如阿繼廠(chǎng)設計的PFH系列)，則非常容易誤啟動(dòng)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(dòng)失靈保護。 2.3.3熱工保護(如斷水保護)單先啟動(dòng)失靈保護， 或者通過(guò)逆功率保護啟動(dòng)失靈保護 發(fā)電機干式變壓器組高壓側斷路器為分相操作斷路器時(shí)，熱工保護可以直接啟動(dòng)失靈保護，也可以由逆功率保護啟動(dòng)失靈。失靈保護判別回路采用2個(gè)零序電流繼電器串聯(lián)，構成并解除電壓閉鎖，零序電流按照躲過(guò)正常運行時(shí)的不平衡電流整定。發(fā)電機干式變壓器組高壓側斷路器為三相操作斷路器時(shí)，熱工保護不宜直接啟動(dòng)失靈保護，宜由逆功率保護啟動(dòng)失靈。這時(shí)，失靈保護判別回路由2組相電流元件構成，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失靈保護跳閘動(dòng)作 對于一個(gè)半斷路器接線(xiàn)的失靈保護，失靈保護啟動(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(kāi)相鄰的斷路器，并三相再跳本斷路器1次。 對于分段單母線(xiàn)及雙母線(xiàn)，早期的發(fā)電機干式變壓器組失靈保護動(dòng)作先跳開(kāi)分段或母聯(lián)斷路器，并閉鎖會(huì )誤動(dòng)的平行線(xiàn)保護，然后再斷開(kāi)其它相關(guān)的斷路器；跳開(kāi)分段或母聯(lián)斷路器的時(shí)間一般為0.15s，斷開(kāi)其它相關(guān)的斷路器的時(shí)間一般為0.3s，這不符合《繼電保護細則》對發(fā)電機干式變壓器組失靈保護動(dòng)作跳閘邏輯要求。如果進(jìn)行改造，要求失靈保護啟動(dòng)后，先先瞬時(shí)重跳本斷路器1次，可以通過(guò)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(shí)跳閘。 2.5其它需要說(shuō)明的要點(diǎn) 對于雙母線(xiàn)接線(xiàn)的失靈保護，發(fā)電機干式變壓器組失靈保護的啟動(dòng)、跳閘回路均應經(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，不應與其它電流互感器再并接，否則應防止并聯(lián)電流互感器汲出電流的影響，失靈保護動(dòng)作跳開(kāi)斷路器的同時(shí)，應閉鎖母線(xiàn)重合閘，失靈保護應按斷路器設置。( 來(lái)源：安全文化網(wǎng)#p#分頁(yè)標題#e#