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發(fā)電機(jī)變壓器組高壓斷路器失靈保護(hù)分析

作者:王豐軍  
評論: 更新日期:2012年01月10日

 近年來,多次發(fā)生由于發(fā)電機(jī)變壓器組高壓側(cè)斷路器一相拉不開,高壓側(cè)單相電流通過變壓器耦合使發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行,在發(fā)電機(jī)回路產(chǎn)生較大的負(fù)序電流,造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子嚴(yán)重?zé)龎牡氖鹿?。為此,不管發(fā)電廠電氣主接線采用哪種形式,也不管發(fā)電機(jī)變壓器組高壓斷路器采用哪種類型,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,按照發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)雙重化和近后備保護(hù)配置原則,在大型單元機(jī)組發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)中均配置了失靈保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)變壓器組高壓側(cè)斷路器非全相運(yùn)行時(shí),失靈保護(hù)動(dòng)作,跳開母聯(lián)(或分段)斷路器及發(fā)電機(jī)變壓器組高壓側(cè)斷路器所連接母線上的所有元件或與之相關(guān)的元件,保護(hù)發(fā)電機(jī)的安全。
  
  1發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)存在的問題
  
  1.1失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖問題
  
  早期的失靈保護(hù)裝置回路沒有復(fù)合電壓閉鎖,失靈保護(hù)經(jīng)常誤動(dòng)。后經(jīng)改造,在失靈保護(hù)回路加裝了復(fù)合電壓閉鎖,但是隨著機(jī)組單機(jī)容量的增大,負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的危害加劇,要求在發(fā)電機(jī)變壓器組高壓側(cè)斷路器非全相運(yùn)行時(shí),盡快解除復(fù)合電壓閉鎖,并且解除發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖的邏輯關(guān)系要求。此項(xiàng)要求在新式的微機(jī)失靈保護(hù)裝置中可以很容易滿足,但在早期的失靈保護(hù)中很難滿足,而對早期失靈保護(hù)的改造也確非易事。
  
  1.2失靈保護(hù)裝置啟動(dòng)判據(jù)及邏輯關(guān)系問題
  
  早期的失靈保護(hù)裝置啟動(dòng)判據(jù)是“斷路器保護(hù)動(dòng)作”和“相電流”組成的“與邏輯”,動(dòng)作是經(jīng)過一定延時(shí)后(時(shí)限大于斷路器的跳閘時(shí)間與保護(hù)裝置的返回時(shí)間之和再加裕度時(shí)間),以較短時(shí)間跳開母聯(lián)(或分段)斷路器,再經(jīng)一時(shí)限跳開所連接母線上的所有有源元件或跳開與之相關(guān)的元件,而按照《“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》(簡稱《繼電保護(hù)細(xì)則》)的要求,發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)啟動(dòng)后首先再跳本斷路器一次,所以,早期的失靈保護(hù)不能滿足此反措要求。
  
  2發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)分析
  
  2.1失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖元件
  
  復(fù)合電壓閉鎖可防止發(fā)電機(jī)變壓器組斷路器失靈保護(hù)誤動(dòng)作。但在發(fā)電機(jī)變壓器組某些類型故障時(shí),可能不能引起復(fù)合電壓動(dòng)作,比如系統(tǒng)母線電壓變化不大,電壓元件沒有反應(yīng);或非電量保護(hù)動(dòng)作(如繞組溫度高)等,復(fù)合電壓閉鎖發(fā)揮不了閉鎖作用,反而造成失靈保護(hù)拒動(dòng)。
  
  由于失靈保護(hù)接線的改進(jìn)及微機(jī)保護(hù)裝置的應(yīng)用,已經(jīng)取消利用母線復(fù)合電壓作為發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)故障判別元件,而改用負(fù)序電流或零序電流或相電流作為故障判別元件。因此,對新建電廠的發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)采用微機(jī)保護(hù)裝置,建議取消發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖;同時(shí),應(yīng)在失靈保護(hù)出口回路增加延時(shí),延時(shí)時(shí)間應(yīng)稍大于斷路器的跳閘時(shí)間與保護(hù)裝置的返回時(shí)間加裕度時(shí)間之和,以防止某些情況下失靈保護(hù)誤動(dòng)作。
  
  如果不能取消復(fù)合電壓回路,不管發(fā)電機(jī)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),應(yīng)借助微機(jī)保護(hù)裝置,通過軟件或硬件改造,按照《繼電保護(hù)細(xì)則》之發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)邏輯要求執(zhí)行。如果不能借助微機(jī)裝置實(shí)現(xiàn)整改的,應(yīng)專門采取切實(shí)有效的措施,防止保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。
  
  如果復(fù)合電壓閉鎖裝設(shè)在各元件的出口跳閘回路中,解除發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖很容易,僅對發(fā)電機(jī)變壓器組出口回路改造即可實(shí)現(xiàn);但是如果復(fù)合電壓閉鎖裝設(shè)在失靈保護(hù)控制回路中,解除復(fù)合電壓閉鎖就很困難,需專門利用失靈保護(hù)全部定檢時(shí)間進(jìn)行保護(hù)改造或升級來解決此問題。
  
  2.2失靈保護(hù)判別元件
  
  早期的發(fā)電機(jī)變壓器組斷路器失靈保護(hù)判別元件多采用相電流元件,較難選擇電流元件的合適定值。定值較大,在某些故障,如匝間短路時(shí),可能不能保證電流元件的動(dòng)作,也即斷路器三相失靈時(shí),判別回路不能啟動(dòng),失靈保護(hù)拒動(dòng);而降低定值,仍難保證任何故障時(shí)的靈敏度。如果發(fā)電機(jī)變壓器組斷路器采用分相操作的斷路器,采用零序電流繼電器作判別元件,零序電流的靈敏度無問題,能保證失靈保護(hù)的可靠啟動(dòng),但如果分相操作斷路器三相失靈時(shí),零序電流判別回路將不能啟動(dòng),失靈保護(hù)將拒動(dòng)。因此,對早期的發(fā)電機(jī)變壓器組斷路器不管采用三相還是分相操作機(jī)構(gòu),也不管采用哪種失靈保護(hù)判別元件,都應(yīng)按照《繼電保護(hù)細(xì)則》對發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)的邏輯要求進(jìn)行改造。
  
  早期失靈保護(hù)判別元件沒有斷路器非全相判別元件,發(fā)電機(jī)變壓器組失靈保護(hù)邏輯增加了斷路器非全相判別元件,非全相判別元件由斷路器3個(gè)合閘位置繼電器HWJa,HWJb,HWJC并聯(lián)和3個(gè)跳閘位置繼電器TWJa,TWJb,TWJc并聯(lián)再串聯(lián)組成,對采用分相操作的發(fā)電機(jī)變壓器組斷路器,發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)設(shè)置了斷路器非全相保護(hù),非全相保護(hù)和失靈保護(hù)可以共用一套非全相判別元件。

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