發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)CT二次斷線判別原理的分析和改進(jìn)建議

信穎超

摘要：發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的核心設(shè)備，發(fā)電機(jī)的運行品質(zhì)直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。在發(fā)電機(jī)運行過程中，容易發(fā)生定子繞組內(nèi)部故障，為此，大多采取安裝內(nèi)部故障保護(hù)裝置的方式來解決此問題，設(shè)置發(fā)電機(jī)縱縱差保護(hù)CT二次斷線的保護(hù)的方式以保障發(fā)電機(jī)運行質(zhì)量。本文就對縱差保護(hù)CT二次斷線的判別原理進(jìn)行了分析，并提出了一些改進(jìn)的建議。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；縱差保護(hù)；CT二次斷線；判別原理

引言

因為發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的動作電流相對較小，任何一側(cè)CT二次斷線一定會引起保護(hù)動作跳閘，同時還很有可能引發(fā)很高的二次過電壓（當(dāng)di/dt非常大時），更嚴(yán)重的甚至造成火災(zāi)，造成十分嚴(yán)重的后果。所以，CT二次斷線導(dǎo)致的縱差保護(hù)行為，跳閘停機(jī)是合理的，這有利于電廠運行的安全和發(fā)電機(jī)組運作的安全。當(dāng)CT二次斷線時，就不再封鎖縱差保護(hù)，就只發(fā)送信號。在運行的角度來說，CT二次斷線時，能正確地發(fā)送信號，可以對故障進(jìn)行及時處理，這對運行有極大的好處。

1. CT二次斷線的特點

CT二次斷線應(yīng)考慮以下幾個方面：

（1）單相、兩相、三相完全以及中性線完全斷線和不完全斷線；

（2）斷線發(fā)生的時間是運行前或是運行中；

（3）斷線發(fā)生時負(fù)荷大小對判斷依據(jù)的影響。

中性線完全斷線的特征：當(dāng)運行正常的時候，由于CT中性線上的電流基本為零，所以當(dāng)其斷線時，流入保護(hù)裝置的電流不發(fā)生改變。

單相、兩相、三相完全斷線的特征：電流陡然下降，斷線相基本上保護(hù)裝置沒有電流流入。

單相、兩相、三相不完全斷線的特征：電流的下降有個過渡過程，并且故障電路仍然有一部分電流進(jìn)入保護(hù)裝置。

大部分發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)裝置對CT故障大多僅考慮了兩相完全斷線和CT單相兩種情況，而實際運行中，占大多數(shù)的故障是二次端子排處接線接觸不良、CT內(nèi)部不完全斷線、以及相對和相間地?fù)舸⑴离姽收稀Ｒ驗椋?dāng)CT二次發(fā)生接觸不良時，就會在接觸不良點處將產(chǎn)生高電壓而放電拉弧，將導(dǎo)致接觸不良的惡性循環(huán)，同時燒壞設(shè)備，所以保護(hù)應(yīng)能反映這種故障。

2.不同的CT二次斷線的判斷依據(jù)

（1）判斷依據(jù)一

1）電流突變后，電流減小0.1In且本側(cè)三相中有一相沒有電流，其它各側(cè)三相電流沒有變化。

2）本側(cè)三相中其中一相沒有電流，其它兩相電流和啟動前的電流相同。

滿足上述兩個條件時，被認(rèn)為發(fā)生CT二次斷線。

（2）判斷依據(jù)二

當(dāng)任一相差動電流大于0.15In時，啟動CT斷線判別程序，滿足下列條件將認(rèn)為CT斷線：

1）本側(cè)三相電流中至少一相電流不發(fā)生改變；

2）本側(cè)三相電流中至少一相電流為零；

3）最大相電流應(yīng)小于1.2倍的額定電流。

（3）判斷依據(jù)三

該判據(jù)具有瞬時CT斷線閉鎖或報警和延時CT斷線報警功能，其動作判據(jù)如下：

1）瞬時CT斷線報警或閉鎖功能在比率差動器件動作后進(jìn)行判斷。

2）延時CT斷線報警在保護(hù)每個采樣周期內(nèi)進(jìn)行判斷。

3）為了防止瞬時CT斷線的閉鎖失誤，不能進(jìn)行瞬時CT斷線的判別要滿足一下的條件：

a.啟動前最大相電流不大于0.08In；

b.啟動后最大相電流不小于堆成過負(fù)荷警戒值；

c.啟動后的電流比啟動前大。

3.比較四種CT斷線判據(jù)及解決辦法

在國內(nèi)四種常用的CT斷線判據(jù)中不能檢測所有斷線故障。譬如，都不能解決三相中性線完全斷線故障。在實際工程方面來考慮，三線同時斷掉的幾率相對較低，可以不在考慮的范圍之內(nèi)。發(fā)電機(jī)組正常運行時，對于CT中性線發(fā)生斷線故障時，因為系統(tǒng)三相運行是對稱的電流不通過CT中性線，所以不會立刻對運行有所影響。當(dāng)發(fā)生一點區(qū)內(nèi)接地另一點區(qū)外接地、系統(tǒng)接地等故障時，將會導(dǎo)致CT的半開路運行，將會影響到設(shè)備運行的安全性。而目前還沒有探究出更合理的解決辦法，建議使用以下兩種方式：

（1）最大程度的減少中性線回路的實驗端子，定期對設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)。

（2）當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時，利用檢測零序電流的方式來解決故障。

判別單相、不完全斷線和兩相完全，可根據(jù)斷線側(cè)進(jìn)行判斷，對故障的處理有大的作用。對于故障相別的判斷，可根據(jù)縱差保護(hù)動作相別的報警信號進(jìn)行判斷。為了防止區(qū)內(nèi)相間發(fā)生故障時，非故障相的負(fù)荷電流導(dǎo)致CT斷線誤發(fā)信號，所以，可采用與斷線側(cè)零序電流相與和兩側(cè)CT的零序電流的邏輯，因為在區(qū)內(nèi)相間故障時，兩側(cè)CT的零序電流小于等于整定值。發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)在一點區(qū)外、一點區(qū)內(nèi)的兩相接地故障下，CT會產(chǎn)生零序電流，根據(jù)最大相電流不小于1.2倍的額定電流閉鎖斷線條件判斷以防止CT斷線誤發(fā)信號。

零序電流的定值選取的原則是躲過發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路時的最大不平衡零序電流。在實際工程中可以選擇為差動最小動作電流的二分之一。

4.總結(jié)

實際的CT二次斷線判據(jù)，雖然可以反映單相、不完全斷線以及兩相完全斷線，但提出的方案不能解決所有的斷線故障，。所以，在進(jìn)行發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的維護(hù)和調(diào)試時，應(yīng)該著重防止CT二次斷線工作，當(dāng)因為CT二次斷線而發(fā)生縱差保護(hù)動作時，應(yīng)該根據(jù)斷線的信號和縱差保護(hù)動作產(chǎn)生的報警信號，對保護(hù)及故障錄波器的錄波進(jìn)行分析，對斷線相別和斷線側(cè)進(jìn)行準(zhǔn)確地分析，這對故障的處理有很大的益處。

如何更科學(xué)、更合理、更全面地解決斷線故障，完整反映縱差保護(hù)在發(fā)電機(jī)對斷線故障的反映能，還要進(jìn)一步進(jìn)行探索和研究。

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