1、金溪電站發(fā)電機(jī)低壓過流保護(hù)動作分析及處理羅顯明 李 直（四川嘉陵江金溪航電開發(fā)有限公司，四川 南充 637861）摘 要：針對金溪電站2號機(jī)組勵磁系統(tǒng)故障，導(dǎo)致2號發(fā)變組低壓記憶過流保護(hù)動作，跳1號主變的事故，詳細(xì)分析了發(fā)電機(jī)記憶過流保護(hù)的動作行為，結(jié)合當(dāng)前擴(kuò)大單元接線方式的發(fā)變組保護(hù)，對發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后取消跳主變高壓側(cè)或加閉鎖接點(diǎn)跳主變高壓側(cè)等措施進(jìn)行了說明。關(guān)鍵詞：低壓過流；記憶過流；事故分析前 言：常見的自并勵接線發(fā)電機(jī)的后備過流保護(hù)一般設(shè)置有電流記憶功能。這是因?yàn)楫?dāng)短路點(diǎn)靠近發(fā)電機(jī)機(jī)端時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓下降，導(dǎo)致勵磁電流減小，進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電壓下降，使得短路電流衰減變小，故障電流在過流保護(hù)動

2、作出口前可能已小于過流定值，過流保護(hù)提前返回導(dǎo)致保護(hù)拒動。因此，過流保護(hù)啟動后，過流元件需帶記憶功能，使保護(hù)能可靠動作出口。這種邏輯有效解決了自并勵發(fā)電機(jī)靠近機(jī)端短路后故障電流衰減導(dǎo)致保護(hù)無法動作的問題。但是，當(dāng)機(jī)組斷路器內(nèi)側(cè)故障，如主變高壓側(cè)接地或短路，當(dāng)主保護(hù)動作跳閘后，故障點(diǎn)仍然存在，發(fā)電機(jī)仍然向故障點(diǎn)提供電流。這時(shí)候，由于電流記憶功能的存在，在主保護(hù)已經(jīng)動作的情況下，過流保護(hù)依然會動作。如果過流保護(hù)出口方式整定不合理，就有可能擴(kuò)大事故范圍。1 系統(tǒng)介紹1.1金溪電站主接線金溪電站為437.5mw貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，采用兩臺發(fā)電機(jī)共用一臺主變壓器的擴(kuò)大單元接線方式接入220kv系統(tǒng)，22

3、0kv系統(tǒng)采用gis組合電器，接線方式為單母線，一回線路至南充500kv東觀變電站。系統(tǒng)主接線見圖1。圖1 金溪電站主接線1.2低壓記憶過流保護(hù)配置及整定保護(hù)配置。金溪電站1 號發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)采用國電南自凌伊公司生產(chǎn)的dgt-801c型發(fā)變組保護(hù)裝置。按照傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)配置，設(shè)低壓記憶過流保護(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，在主保護(hù)或斷路器拒動的情況下第1 時(shí)限t1 動作于跳主變高壓側(cè)斷路器，第2 時(shí)限t2 動作于跳機(jī)組出口斷路器。其邏輯見圖2。動作方程: 當(dāng)電流采取記憶時(shí)，邏輯框圖：圖2 低壓記憶過流保護(hù)邏輯定值整定。發(fā)電機(jī)低壓記憶過流保護(hù)i段動作電流iop按躲

4、過發(fā)電機(jī)額定電流整定，整定值為5.0 a。低壓過流保護(hù)i 段時(shí)間t1 按與220kv線路相間后備保護(hù)最長時(shí)間tlmax配合( 或躲過系統(tǒng)振蕩延時(shí))，整定t11= tlmax0.5s = 2.5s。過流保護(hù)i段經(jīng)發(fā)電機(jī)低電壓閉鎖投入，低電壓定值75 v，帶電流記憶功能。2 事故經(jīng)過2012年5月15日23:21:57.0.0ms，金溪電站監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)2g勵磁系統(tǒng)故障，23:21:57.053ms報(bào)2g勵磁系統(tǒng)強(qiáng)勵動作，23:21:57.416ms 2g有功為35.85mw,無功進(jìn)相-27.35mvar，23:21:57.420ms 2g發(fā)電機(jī)（勵磁變）保護(hù)中失磁保護(hù)動作，跳開2g出口斷路器2dl，

5、甩負(fù)荷35mw，23:21:59.667ms 2g發(fā)電機(jī)（勵磁變）保護(hù)中低壓記憶過流保護(hù)段動作，跳開1#主變高壓側(cè)斷路器201dl，2g甩負(fù)荷35mw。表一 監(jiān)控故障記錄3 事故分析及處理3.1事故分析發(fā)電機(jī)低壓過流為內(nèi)部及區(qū)外短路故障的后備保護(hù)，由于自并勵發(fā)電機(jī)機(jī)端發(fā)生三相短路時(shí)，電流衰減比較快，但后備保護(hù)的時(shí)間比較長，可能在保護(hù)動作前，故障電流就已消失，因此繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)程指出，在自并勵發(fā)電機(jī)時(shí)，應(yīng)采用帶記憶功能的低壓過流保護(hù)，以保證該后備保護(hù)的可靠動作。從故障經(jīng)過分析，此次主變跳閘的主要原因是由于2號機(jī)組勵磁系統(tǒng)故障，當(dāng)發(fā)電機(jī)（勵磁變）失磁后，為維持機(jī)端電壓機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行，從系統(tǒng)吸收大量無

6、功，此時(shí)機(jī)端過流并開放了低壓記憶過流保護(hù)中的過流記憶元件；在失磁保護(hù)動作出口后，機(jī)組出口斷路器跳開，低壓元件已經(jīng)滿足，由于過流保護(hù)i段延時(shí)較短，記憶時(shí)間仍未返回，因而低壓記憶過流保護(hù)段經(jīng)延時(shí)t1動作，跳開了遠(yuǎn)端斷路器（主變高壓側(cè)）。3.2解決方案修改定值。取消發(fā)電機(jī)記憶過流保護(hù)跳主變高壓側(cè)斷路器的出口方式。發(fā)電機(jī)記憶過流保護(hù)動作對跳主變高壓側(cè)斷路器的作用在于發(fā)生線路出線故障或者母線故障時(shí)，在線路和母線保護(hù)拒動的情況下，由低壓記憶過流保護(hù)作為后備保護(hù)動作，縮小故障范圍。實(shí)際上由于目前220 kv及以上的線路和母線都配置了雙重化快速主保護(hù)，當(dāng)單母線故障時(shí)，雙重化的母差保護(hù)完全可以在第1時(shí)限由單母線

7、小差動作，實(shí)現(xiàn)故障隔離，母線保護(hù)不要求用發(fā)電機(jī)記憶過流保護(hù)做后備。即使必須使用系統(tǒng)遠(yuǎn)后備保護(hù)，也應(yīng)該采用不帶電流記憶功能的主變相間后備保護(hù)。綜合考慮，原定值中發(fā)電機(jī)記憶過流段作為系統(tǒng)遠(yuǎn)后備保護(hù)跳主變高壓側(cè)斷路器的出口方式利少弊多，改為機(jī)組解列滅磁或全停。修改邏輯。此次記憶過流保護(hù)動作行為完全符合廠家低壓記憶過流保護(hù)邏輯，應(yīng)該屬于正確動作。顯然，原邏輯主要是防止自并勵機(jī)組靠近機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，故障電流會衰減，導(dǎo)致過流保護(hù)無法動作的問題，并沒有考慮到機(jī)組失磁進(jìn)相運(yùn)行等問題。因此，由廠家修改了保護(hù)程序，在發(fā)電機(jī)過流i 段保護(hù)中加入經(jīng)機(jī)組出口斷路器狀態(tài)閉鎖的邏輯。當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動作，斷路器跳開后，發(fā)電

8、機(jī)低壓記憶過流保護(hù)將不再動作。邏輯框圖如下：結(jié)束語：鑒于目前發(fā)變組保護(hù)和220 kv 以上母線保護(hù)均已實(shí)現(xiàn)雙重化主保護(hù)，可考慮不再設(shè)置后備保護(hù)。如果要設(shè)置后備保護(hù)，應(yīng)著重考慮防止其誤動，其原理應(yīng)盡量簡單，保護(hù)出口范圍應(yīng)盡可能小。發(fā)電機(jī)低壓記憶過流保護(hù)不宜作為系統(tǒng)遠(yuǎn)后備保護(hù)，可作為發(fā)電機(jī)變壓器組后備保護(hù)，出口應(yīng)只跳本機(jī)組相關(guān)斷路器。參考文獻(xiàn)：1國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會.dl/t 6841999大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則s.北京: 中國電力出版社，19992路進(jìn)升，張長彥，閆學(xué)廣，等.自并勵發(fā)電機(jī)相間短路電流計(jì)算及保護(hù)配置和動作行為分析j.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，33(13): 64-67.3王維儉 電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用( 第二版) m 北京: 中國電力出版社，2002: 98-994王維儉，桂林，唐起超.主設(shè)備