發變組縱差保護調試注意事項

馬靜　焦維亮　周堯

摘要：本文通過對發變組保護系統中縱差保護的分析，結合現場工作經驗，提出了差動保護現場調試的注意事項。

關鍵詞：縱差保護;定值;調試

縱差保護作為發變組裝置的主保護，能在發電機、變壓器等主設備發生故障時迅速動作切除故障，是保證設備安全運行、實現故障切除的第一道保護，具有動作響應快、可靠性要求高等特點，在日常檢修、巡檢中需重點對其進行校驗和檢查。

1縱差保護的特點

縱差保護采用被保護設備兩側的電流作為判據，通過比較被保護設備兩側電流的大小和方向來判斷是否有故障發生為保證縱差保護在外部故障產生較大的不平衡電流時可靠不誤動，可采用變斜率比率特性縱差保護（如下圖所示），其中坐標橫軸IZ表示制動電流，坐標縱軸Id表示縱差電流，Iq表示啟動電流，KZ表示比率系數，IS表示速斷電流。

變斜率縱差保護的動作特性圖

保護動作特性將動作平面分為制動區、比率動作區和速斷動作區，正常運行時，設備運行于制動區，保護不動作;當發生故障時，縱差電流迅速增加，制動電流減少，設備就運行于比率動作區或速斷動作區，縱差保護動作。比率制動特性的優點是在區內故障時具有較高的動作靈敏度，而區外故障時有較強的躲過暫態不平衡差流的能力。

2縱差保護調試注意事項

2.1CT極性

從縱差保護的原理可以看出，保護輸入CT的極性正確是縱差保護能正確工作的基礎，但是不同廠家生產的縱差保護電流接法存在一定的差異，就筆者的現場使用來看，國電南自DGT801A系列發變組保護發電機、變壓器縱差保護均采用180°接線方式，即兩側電流是反極性輸入保護裝置;而南瑞繼保PCS985系列發變組保護裝置中變壓器縱差保護采用180°接線方式，發電機縱差保護采用0°接線方式，即兩側電流是同極性輸入保護裝置。

在新安裝或技改更換發變組保護裝置前一定要確認縱差保護用CT極性，若與現場不一致要對CT極性進行調整，同時在改造完成后需進行短路升流試驗確認CT極性的正確性。

2.2發電機縱差保護分支系數

對于大型水輪發電機組，其定子通常采用多分支結構，如某電廠定子采用三相六分支結構，中性點每一分支CT變比為15000：1，機端CT變比為30000：1，導致接入保護裝置的中性點CT二次電流和為機端CT二次電流的2倍，不滿足縱差保護的條件，因此在縱差保護內部需設置分支系數，不同廠家生產的保護設備對于分支系數的設置也不一樣，國電南自DGT801A系列發變組保護采用機端電流分支系數為2，南瑞繼保PCS985系列發變組保護采用中性點分支系數0.5。

在進行縱差保護定值校驗時，要分清楚分支系數的設置，在用試驗儀器加入模擬量時需要在相應側乘以分支系數。

2.3制動電流

制動電流作為縱差保護比率特性的重要參數，不同廠家、不同功能的縱差保護的制動電流選擇存在差異。例如南瑞繼保PCS985系列發變組保護裝置變壓器縱差保護制動電流取自變壓器兩側電流矢量差，即IZ=I·1-I·2/2，國電南自DGT801A系列發變組保護裝置變壓器縱差保護制動電流取兩側電流的最大值，即IZ=maxI·1、I·2。

在進行縱差保護比率制動特性的校驗過程中，要分析其制動電流的選取方式，避免張冠李戴造成保護校驗失敗。

2.4比率系數校驗

對于變斜率縱差保護，由于其比率系數是變化的，其校驗存在一定的難度。

從前述分析可以發現，變斜率縱差保護比率動作區可分為變斜率部分（起始斜率～最大斜率）和固定斜率部分（最大斜率），那么在比率系數校驗中可以采用校驗4～5個點，分別為起始斜率、中間斜率、最大斜率，其中中間斜率應在起始斜率和最大斜率之間。對于中間斜率部分兩側電流的計算推薦南瑞繼保研制的一款“985Calculation”軟件，輸入相應的參數即可計算出兩側電流值，非常方便。

2.5速斷定值校驗

縱差保護速斷功能的主要作用是當區內放生嚴重故障導致CT嚴重飽和后，不經制動特性直接動作，因此其定值通常較大，在校驗速斷定值過程中為了避免制動區的干擾需要加很大的電流，那么如何避免制動區的干擾呢？

可采用修改定值來減少或避免制動區的干擾，如抬高啟動定值和增大比率系數，這樣就減小了制動區，增大了速斷區，便于速斷定值的校驗，極端情況下，抬高啟動定值至大于速斷定值，這樣就消除了制動區，避免了制動區對速斷定值校驗的干擾。

3結論

作為發變組系統安全可靠運行最重要的保護屏障，縱差保護的維護及校驗不能有絲毫的馬虎，工作人員一定要認真研讀廠家說明書，充分掌握縱差保護的特點，現場校驗時要厘清思想，做好不同原理縱差保護校驗方法的區分，防止張冠李戴導致校驗錯誤。

參考文獻：

[1]PCS-985GW大型水輪發電機保護裝置說明書[M].南京：南京南瑞繼保電氣有限公司，2018.

[2]DGT801系列數字式發電機變壓器組保護裝置技術說明書[M].南京：國電南京自動化股份有限公司，2011.

[3]DL-T684-2012大型發電機變壓器繼電保護整定計算導則[S].

作者簡介：馬靜（1987-），男，四川成都人，工程師，一直從事水力發電廠繼電保護工作。