瀑布溝水電站6CB高廠變差動保護動作分析

童 松,葉云虎，馬美香

（國電大渡河瀑布溝水力發電總廠，四川 漢源 625304）

瀑布溝水電站6CB高廠變差動保護動作分析

童 松,葉云虎，馬美香

（國電大渡河瀑布溝水力發電總廠，四川 漢源 625304）

2009年12月10日,瀑布溝水電站500 kV第5串、第6串斷路器成串合環運行，6號主變6B投入運行，機組出口在分，未并網，施工單位進行瀑布溝水電站首臺機組6號機并網發電前的有水調試試驗。運行值班人員倒10 kV V I廠用電，10 kV V I段由外來施工電源倒到高廠變6CB帶，合D LC6后，并依次合上10 kV V I段各負荷開關，在09時13分05秒在合D L6242對低廠變242B充電時，242B發生勵磁涌流，6CB差動保護動作。現場檢查6CB B、C相差動保護動作指示燈點亮，6CB差動保護保護跳閘為三跳出口，保護動作跳500 kV斷路器5061D L、5062D L，跳高廠變低壓側斷路器D LC6。

高廠變保護裝置P632；差動保護；高壓側CT變比；低廠變勵磁涌流；動作分析

0 概述

瀑布溝水電站是國家“十五”重點工程和西部大開發標志性工程，是四川省災后重建中和本世紀以來投產的單機和總裝機容量最大的水電站，同時也是大渡河中游的控制性水庫，是一座以發電為主，兼有防洪、攔沙等綜合效益的特大型水利水電樞紐工程。該電站裝設6臺混流式機組，單機容量600 MW，多年平均發電量147.9億kW·h。水庫總庫容53.9億m3，具有不完全季調節能力。目前瀑布溝水電站已投運4臺機組，共2 400 MW。

圖1 瀑布溝水電站第5串、第6串主接線

瀑布溝水電站開關站主接線采用4/3接線，主要包括500 kV兩段母線，6串18個開關，主變進線6回，出線4回。瀑布溝水電站首臺機組6號機投運時，僅500 kV第5串、第6串斷路器成串合環運行，為簡化問題便于分析，以下主接線圖僅保留第5串、第6串設備。

1 6CB保護裝置P632動作分析

瀑布溝水電站高廠變銘牌參數：高廠變容量：3*1 350 kVA，電壓等級：20 kV/10 kV。

保護裝置P632差動保護各項定值單位為Iref，Iref算法：

1.1 保護裝置數據

1.1.1 裝置動作時記錄的故障數據

保護裝置動作時，6CB保護裝置P632高壓側CT變比整定項為300/1A，根據保護裝置P632記錄的故障數據。

此時保護裝置P632差動保護各項定值單位為Iref，1Iref=1/ （116.7 A/高廠變高壓側 CT 變比）=1/（116.7/300）=0.389。

1.1.2 6CB保護裝置P632保護差動保護各項整定值第一段拐點電流：0.15 Iref（裝置默認，第一段拐點電流定值為啟動電流的一半）

1.2 高壓側CT變比按300/1A整定的比例差動保護

動作分析

分析C相：

圖2 C相比例制動差動保護動作示意圖（高壓側CT變比按300/1A）

此時，Ic制動電流為1.27 Iref，如上圖所示，則C相此點在曲線以上，C相差動保護應動作。

同理分析，B相差動保護也應動作，A相差動保護不應動作。

故：P632在高壓側CT變比整定項按300/1 A整定輸入時，保護裝置正確動作。

1.3 保護裝置誤動作原因分析

現場實際檢查6CB高壓側CT變比為200/1 A，但實際6CB保護裝置P632高壓側CT變比卻按300/1 A整定輸入。

若6CB保護裝置P632高壓側CT變比整定項按200/1 A整定輸入，則

1.4 高壓側CT變比按200/1 A整定的比例差動動作分析

對 C相：（見圖 3，圖中標示 Iref即為 Iref·）

圖3 C相比例制動差動保護動作示意圖（高壓側CT變比按200/1A）

此時，Ic 制動電流為 0.847 Iref·，0.817 Iref·＜0.847 Iref·則C相此點應在曲線以下，保護不動作。

故：比例差動保護C相不動作。

同理分析，A相、B相差動保護均不動作。

則，若高壓側CT變比按現場實際200/1 A正確輸入保護裝置，且差動保護各項整定值依然按設計下發整定值輸入保護裝置時，此時比例差動保護A相、B相、C相均應不動作。

1.5 結論

此次投低廠變引起高廠變差動保護動作原因之一，主要是CT變比定值輸入保護裝置出錯，引起保護裝置誤動。

2 廠用電倒閘，防高廠變差動保護誤動措施

瀑布溝水電站高廠變差動保護動作后果為：跳500 kV主變高壓側兩個斷路器，跳高廠變低壓側斷路器，跳發電機出口斷路器、滅磁開關以及停機。

根據收集到的發變組故障錄波，在12月10日此次廠用電倒閘操作過程中，低廠變共計發生4次勵磁涌流，均引起高廠變差動保護有不同程度的差流。而此次高廠變差動差流，根據波形判斷為投低廠變242B時發生勵磁涌流引起。

針對瀑布溝廠用電倒閘時，對低廠變充電可能因為發生勵磁涌流等原因導致高廠變差動保護誤動，且后果較為嚴重，影響大。故在廠用電倒閘時建議采用以下安全防范措施。

2.1 向設計建議修改差動保護定值

2.1.1 廠用變各側CT變比按實際變比整定輸入保護裝置

現場檢查廠用變各側CT變比，并且對比施工方的CT試驗報告，確定CT實際變比，再按實際變比整定輸入保護裝置。

2.1.2 修改比例制動斜率

根據《水力發電廠繼電保護設計導則》DL/T 5177-2003：

當采用三段式制動特性時，第一段不超過0.6，第二段制動系數宜取0.7～0.9。

目前看來，K1=0.15在規范要求范圍內，但K2=0.40小于規范要求下限定值。

同時，根據1.4的計算可以看出，即使廠用變各側CT變比按實際變比整定輸入保護裝置時，P632差動保護不會動作，但是B、C兩相比例差流剛好在動作曲線附近（雖然在動作曲線以下）。為提高高廠變在發生區外故障以及低廠變勵磁涌流時，能夠可靠的不動作，建議：

高廠變差動保護比例差動第一段系數K1=0.15，建議取值為0.45左右，設計回復修改K1為0.4。

高廠變差動保護比例差動第二段系數K2=0.40，建議取值為0.70左右，設計回復修改K1為0.7。

采取以上兩個措施，這樣可以在倒閘操作廠用變合閘更有效制動住差動保護，不致誤動。

3 結束語

瀑布溝水電站高廠變差動保護動作后果較為嚴重，通過對本次保護誤動分析，結合阿海琺保護裝置P632差動保護算法，得出CT變比定值整定出錯，引起保護裝置誤動。此后，問題整治處理后，瀑布溝水電站高廠變差動保護運行正常，未出現誤動。

［1］張宇輝.電力系統微型計算機繼電保護教材[M].

［2］葉維愛,陳祖華,陳學雷.水力發電廠繼電保護設計導則[Z].2003.

TM774

B

1672-5387（2010）06-0105-03

2010-10-08

童松，（1983-），男，助理工程師，從事水電站運行維護工作。