發(fā)變組保護(hù)中復(fù)壓記憶過流保護(hù)的應(yīng)用

孫喜萍

【摘? 要】本文針對三起不同的由復(fù)壓過流保護(hù)誤動，導(dǎo)致擴(kuò)大事故范圍的案例，總結(jié)其事故原因和相應(yīng)解決措施，并密切結(jié)合相關(guān)規(guī)程，綜合分析了在發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)中復(fù)壓記憶過流保護(hù)的應(yīng)用，對保護(hù)配置提出了簡潔有效的技術(shù)建議和解決方案，避免相關(guān)保護(hù)配置誤區(qū)再次出現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】復(fù)壓過流保護(hù);電流記憶功能;應(yīng)用

1 銅川某電廠事故分析

華能銅川電廠一期#1機(jī)組以發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線接入330kV升壓站，升壓站采用雙母線接線方式。#1機(jī)組設(shè)復(fù)合電壓記憶過流保護(hù)作為發(fā)電機(jī)、變壓器、高壓母線和相鄰線路故障的后備保護(hù)。其保護(hù)出口為第一時限跳母聯(lián)斷路器，第二時限跳主變高壓側(cè)斷路器。

2008年12月6日，陜西銅川電廠在進(jìn)行#1發(fā)變組空冷島水沖洗工作時，引起#1變壓器高壓側(cè)B相避雷器發(fā)生閃絡(luò)，#1發(fā)變組保護(hù)主變差動速斷保護(hù)動作，出口全停，正確跳開主變高壓側(cè)3301斷路器。約2.7s后，#1發(fā)變組保護(hù)發(fā)電機(jī)過流I段保護(hù)動作，出口跳開高壓側(cè)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)3300斷路器。

經(jīng)事故后分析故障錄波數(shù)據(jù)，由于B相避雷器對地短路，產(chǎn)生了巨大的故障電流，主變B、C相差動電流達(dá)到12倍額定電流，使得主變差動速斷保護(hù)正確動作并出口，使故障點與系統(tǒng)隔離。主變差動速斷動作之后，跳開主變高壓側(cè)開關(guān)且發(fā)電機(jī)滅磁，使機(jī)端電壓迅速衰減，同時故障電流也逐漸衰減。當(dāng)短路故障發(fā)生時，故障電流滿足復(fù)壓過流保護(hù)的電流條件，電壓同樣滿足復(fù)合電壓條件，保護(hù)啟動。由于電流記憶功能，且電壓條件一直滿足，所以當(dāng)延時滿足后，復(fù)合電壓過流保護(hù)動作出口，跳開母聯(lián)斷路器，使事故范圍擴(kuò)大。

此次事故由于保護(hù)邏輯為考慮到電流記憶功能對發(fā)電機(jī)解列后復(fù)壓過流保護(hù)所造成的持續(xù)影響，及跳閘出口的不當(dāng)設(shè)置，導(dǎo)致保護(hù)誤動作。針對這次事故現(xiàn)場的解決方案有：1、修改保護(hù)邏輯，增加發(fā)變組并網(wǎng)狀態(tài)閉鎖至發(fā)電機(jī)過流I段保護(hù)邏輯中，使保護(hù)動作斷路器跳開后后備保護(hù)不再動作;2、修改定值，取消發(fā)電機(jī)記憶過流保護(hù)I段跳母聯(lián)出口方式。

2 甘肅某水電廠主變復(fù)壓過流保護(hù)誤動事故

當(dāng)事故發(fā)生前，所有機(jī)組和線路均倒至乙母線運行，母聯(lián)斷路器在合位，準(zhǔn)備由甲母線進(jìn)行1號主變壓器沖擊試驗。

1號主變按照計劃需進(jìn)行大修后的三次沖擊試驗，根據(jù)實驗方案投入其中性點刀閘及所有變壓器保護(hù)，合上主變高壓側(cè)母線刀閘。第一次沖擊試驗正常完成，在進(jìn)行第二次沖擊合閘試驗時，主變復(fù)合電壓過流保護(hù)動作，母聯(lián)斷路器跳閘，主變高壓側(cè)開關(guān)跳閘。立即停止沖擊試驗并進(jìn)行一、二次設(shè)備檢查，并沒有發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。

事故后分析結(jié)論認(rèn)為，第二次沖擊試驗時其勵磁涌流較大，而主變差動保護(hù)被其采用的諧波制動及波形判別正確制動。但是其勵磁涌流大小滿足了變壓器復(fù)壓過流保護(hù)電流元件動作值，雖然持續(xù)很短時間但仍被記憶功能記憶，而保護(hù)復(fù)合電壓元件所采用的機(jī)端電壓為零，導(dǎo)致了復(fù)壓過流保護(hù)誤動作。電廠針對此次事故采取的措施：在主變復(fù)壓過流保護(hù)邏輯中增加主變差動保護(hù)動作閉鎖。

3 江西某電廠發(fā)電機(jī)復(fù)壓過流保護(hù)誤動事故

事故發(fā)生前#2發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運行，#1發(fā)電機(jī)停運，主變和另外兩臺變壓器帶電運行。2009年3月23日，事故發(fā)生原因是6kV高壓開關(guān)室發(fā)生爆炸，#2發(fā)電機(jī)WFB-811型保護(hù)裝置比率差動保護(hù)動作、復(fù)壓過流保護(hù)I時限動作、復(fù)壓過流保護(hù)II時限動作。#2發(fā)電機(jī)出口斷路器跳閘，主變高壓側(cè)開關(guān)跳閘，兩臺變壓器開關(guān)跳閘。

根據(jù)現(xiàn)場檢查狀況和保護(hù)動作報告分析，事故是由于#2發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路直流短路使勵磁變高壓側(cè)電流突增，造成高壓保險爆炸產(chǎn)生弧光，引發(fā)三相短路，所以差動保護(hù)正確動作切除故障。而延時4.3s后，發(fā)電機(jī)復(fù)壓記憶過流保護(hù)I時限動作，跳開主變高壓側(cè)開關(guān)，延時4.9s后，復(fù)壓記憶過流保護(hù)II時限動作，跳開兩臺變壓器。故障發(fā)生時，故障電流滿足發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過流定值，而由于投入電流記憶功能，所以當(dāng)差動保護(hù)動作跳開出口斷路器機(jī)端電壓消失后，復(fù)壓過流跳閘條件滿足，出口經(jīng)延時跳開相應(yīng)開關(guān)。這種動作方式不必要地擴(kuò)大了事故范圍，應(yīng)當(dāng)對其保護(hù)設(shè)置進(jìn)行修正。

4 事故及規(guī)程分析

對這三起事故進(jìn)行分析，可以看出它們都是在故障發(fā)生后主保護(hù)正確動作的前提下，復(fù)壓記憶過流保護(hù)按照原定的保護(hù)邏輯和出口方式進(jìn)行動作，但是根據(jù)實際情況不應(yīng)當(dāng)動作而造成事故范圍擴(kuò)大的誤動作。

在這三起事故中，問題的焦點聚集在兩個問題：（1）復(fù)壓過流保護(hù)電流記憶功能的使用;（2）復(fù)壓過流保護(hù)的出口方式。在《GB14285-2006-T 繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定：“自并勵（無串聯(lián)變壓器）發(fā)電機(jī)，宜采用帶電流記憶（保持）的低壓過電流保護(hù)”。而在《DLT684-2012 大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)整定計算導(dǎo)則》中，發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過流保護(hù)條目下規(guī)定：“當(dāng)發(fā)電機(jī)為自并勵勵磁方式時，電流元件應(yīng)具有記憶功能，記憶時間稍長于動作時限;但是其動作時限及出口方式規(guī)定為：與主變壓器后備保護(hù)的動作時間配合，動作于停機(jī)”。可見，發(fā)電機(jī)復(fù)壓記憶過流保護(hù)是按照規(guī)程應(yīng)當(dāng)投入使用的，按照其邏輯設(shè)計可以起到相應(yīng)保護(hù)功能。

同時可以看出，《導(dǎo)則》明確規(guī)定，發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過流保護(hù)應(yīng)當(dāng)動作于停機(jī)，而不應(yīng)當(dāng)出口動作于母聯(lián)斷路器或者其他相鄰斷路器。對于帶有或者不帶發(fā)電機(jī)出口斷路器的機(jī)組而言，沒有根本區(qū)別。這樣也就保證了即使后備保護(hù)誤動，也不會將事故擴(kuò)大化。在上述江西某電廠事故和銅川電廠事故中，發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過流保護(hù)的出口都被整定跳開母聯(lián)或其他非本側(cè)斷路器，這與導(dǎo)則不相符，也是發(fā)變組保護(hù)定值計算工作中的一個傳統(tǒng)誤區(qū)。

對于由此問題延伸出來的另一個問題，即發(fā)電機(jī)后備保護(hù)在主保護(hù)動作后仍然可能動作，可以認(rèn)為既然按照規(guī)程設(shè)定出口方式后，即使后備保護(hù)動作也不會將事故擴(kuò)大化，那么有理由讓發(fā)電機(jī)復(fù)壓過流保護(hù)按照其設(shè)計意圖行使其后備保護(hù)的功能，沒有必要再去加入主保護(hù)動作閉鎖或并網(wǎng)狀態(tài)閉鎖邏輯。

另外，在《DLT684-2012 大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)整定計算導(dǎo)則》中對相間后備保護(hù)的出口規(guī)定：“變壓器后備保護(hù)動作切除的原則為盡量縮小被切除的范圍，一般為先斷開分段、母聯(lián)斷路器，再斷開本側(cè)（對側(cè)）斷路器，最后斷開其他各側(cè)斷路器”。所以變壓器復(fù)壓過流保護(hù)出口跳閘母聯(lián)斷路器是正確的，但是如果變壓器復(fù)壓過流保護(hù)誤動作，其事故范圍就會被擴(kuò)大，進(jìn)而影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行，甚至造成更嚴(yán)重的后果。

5 總結(jié)

通過對三起保護(hù)誤動事故的總結(jié)分析和對相關(guān)規(guī)程規(guī)范的探討，基本可以認(rèn)為關(guān)于復(fù)壓記憶過流保護(hù)問題的解決方案總結(jié)如下：

（1）發(fā)電機(jī)復(fù)壓過流保護(hù)應(yīng)當(dāng)投入電流記憶功能。

（2）發(fā)電機(jī)復(fù)壓過流保護(hù)出口為全停。

（3）變壓器復(fù)壓過流保護(hù)不應(yīng)當(dāng)投入電流記憶功能。

（作者單位：同煤塔山第二發(fā)電有限公司）