發電機干式變壓器組高壓斷路器故障保護分析作者：匿名2008/2/29 163363733603

近年來，發生了多起發電機干式變壓器組高壓側單相電流通過干式變壓器耦合，使發電機不全相運行，導致發電機電路負序電流大，導致發電機轉子嚴重燒壞的事故。因此，無論電廠采用何種電氣主接線，發電機干式變壓器組采用何種高壓斷路器，根據DL400-91 《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的要求，以及發電機干式變壓器組雙重保護和近后備保護配置的原則，大型機組的發電機干式變壓器組保護配置故障保護。當發電機干式變壓器組高壓側斷路器非全相運行時，故障保護動作，跳閘母線上所有元件或與母聯(或分段)斷路器和發電機干式變壓器組高壓側斷路器相連的相關元件，保護發電機安全。1發電機干式變壓器組故障保護存在的問題1.1故障保護的復合電壓閉鎖問題早期故障保護電路沒有復合電壓閉鎖，故障保護經常失靈。改造后，故障保護電路安裝了復合電壓閉鎖。但隨著機組容量的增加，負序電流對發電機轉子的危害加劇。要求在發電機干式變壓器組高壓側斷路器未全相運行時，盡快解除復合電壓閉鎖，并解除發電機干式變壓器組故障保護中復合電壓閉鎖的邏輯關系要求。這一要求在新型微機故障保護裝置中很容易滿足，但在早期故障保護中很難滿足，早期故障保護也不容易改造。1.2故障保護裝置啟動判據與邏輯關系問題早期故障保護裝置啟動判據是由“斷路器保護動作”和“相電流”組成的“與”邏輯。動作是將母聯(或分段)斷路器在一定延時后短時間內跳閘(時限大于斷路器跳閘時間與保護裝置返回時間之和加裕度時間)。一段時間后，連接總線上的所有活動組件或相關組件都會跳閘。根據《“防止電力生產重大事故的25項重點要求”繼電保護實施細則》(簡稱《繼電保護細則》)的要求，發電機干式變壓器組故障保護啟動后，斷路器再次跳閘。因此，早期故障保護不能滿足這種對策要求。2發電機干式變壓器組故障保護分析2.1故障保護復合電壓閉鎖元件復合電壓閉鎖可以防止發電機干式變壓器組斷路器故障保護誤動。但在發電機干式變壓器組的某些類型故障中，可能不會引起復合電壓動作，如系統母線電壓變化不大，電壓分量無響應；或者非電氣保護動作(如繞組溫度高)，復合電壓閉鎖不能起到閉鎖作用，而是造成故障保護拒動。由于故障保護接線的改進和微機保護裝置的應用，取消了母線復合電壓作為發電機干式變壓器組故障保護的故障判別元件，改用負序電流或零序電流或相電流作為故障判別元件。因此，新建電廠發電機干式變壓器組故障保護采用微機保護裝置，建議取消發電機干式變壓器組故障保護的復合電壓閉鎖；同時，故障保護的出口回路應增加延時，延時時間應略大于斷路器跳閘時間和保護裝置返回時間之和加上裕度時間，以防止某些情況下故障保護誤動作。如果不能取消復合電壓回路，無論發電機干式變壓器組高壓斷路器是三相操作機構還是分相操作機構，都應通過軟件或硬件tr按照《繼電保護細則》發電機干式變壓器組故障保護的邏輯要求執行 #p#分頁標題#e#

如果在各元件出口跳閘回路中安裝復合電壓閉鎖，則很容易解除發電機干式變壓器組故障保護的復合電壓閉鎖，只有對發電機干式變壓器組出口回路進行改造才能實現；但是，如果在故障保護的控制電路中安裝了復合電壓閉鎖，解除復合電壓閉鎖是非常困難的，因此需要專門利用故障保護的所有預定檢查時間進行保護改造或升級來解決這個問題。2.2故障保護判別元件早期，發電機干式變壓器斷路器的故障保護判別元件大多采用相電流元件，因此很難選擇合適的電流元件整定值。定值大，在某些故障中，如匝間短路，電流分量的動作可能得不到保證，即三相斷路器失靈時，判別電路無法啟動，失靈保護拒動；然而，當設定值降低時，仍然難以確保在任何故障情況下的靈敏度。如果發電機干式變壓器組斷路器采用分相操作的斷路器，并使用零序電流繼電器作為判斷元件，則零序電流的靈敏度沒有問題，可以保證故障保護的可靠啟動。但如果分相操作的斷路器三相失靈，零序電流判斷電路不啟動，故障保護拒動。因此，無論發電機干式變壓器組早期斷路器采用三相還是分相操作機構，無論采用哪種故障保護判斷元件，都應按照《繼電保護細則》對發電機干式變壓器組故障保護的邏輯要求進行改造。早期故障保護判斷元件沒有斷路器不完全相位判斷元件。發電機干式變壓器組故障保護邏輯增加了斷路器不全相判斷元件，由三個合閘位置繼電器HWJa、HWJb、HWJC并聯和三個跳閘位置繼電器TWJa、TWJb、TWJc并聯后串聯組成。對于分相運行的發電機干式變壓器組斷路器，發電機干式變壓器組保護設有一套斷路器不全相保護。2.3故障保護啟動元件故障保護由故障元件的保護動作觸點啟動，其啟動方式可分為三相啟動和三相啟動，發電機干式變壓器組保護啟動方式為三相啟動。發電機干式變壓器保護中啟動失敗的保護一般分為以下三種情況。2.3.1所有啟動全跳的保護都無法啟動。全跳是指發電機干式變壓器組的高壓側斷路器、廠用變壓器的分支斷路器和磁力斷路器。全跳保護，如發電

機干式變壓器組(發電機、干式變壓器)差動保護、匝間保護、失磁保護、定子接地保護等。手動跳開發電機干式變壓器組高壓側斷路器單相失靈時，可以依靠主干式變壓器零序保護或發電機定子負序保護來啟動失靈保護；發生單相接地時，可以依靠差動保護、主干式變壓器零序保護來啟動失靈保護；兩相短路時，可以依靠發電機定子負序保護來啟動失靈保護；同時，應防止某些故障情況下，由于失靈保護和其它保護配合及開關跳閘時間邏輯不合理而造成失靈保護誤動作事故的發生。 所有啟動全跳的保護都啟動失靈保護，可以彌補有些情況下有關保護的元件靈敏度不足、失靈保護未發揮作用的缺陷。 手動跳開發電機干式變壓器組高壓側斷路器三相失靈時，可以依靠倒母線方法處理事故。 2.3.2部分保護啟動失靈保護，瓦斯保護不啟動 失靈保護 按照技術規程規定，不允許瓦斯保護啟動失靈保護。要保證干式變壓器瓦斯保護不啟動失靈保護，可使干式變壓器瓦斯保護單先啟動一出口中間繼電器，接至操作箱的手跳端子，而手跳不起動失靈保護。 在瓦斯保護尚未分開單先出口時，若斷路器失靈保護采用微機型裝置(如許昌繼電器廠設計的WMH-800系列)，電流判別及失靈計時均在一個裝置內(新設計的3/2接線的廠站一般用此類裝置)，由于它們之間不采用接點聯系，不存在電流繼電器接點粘連的問題，失靈保護的安全性還是有保證的。實際上，現在保護裝置都采用微機型失靈保護裝置，可以考慮讓干式變壓器瓦斯保護啟動失靈保護。如果使用電磁型電流繼電器作為判別元件，而瓦斯保護又未分開出口時(如阿繼廠設計的PFH系列)，則非常容易誤啟動失靈保護，因此不能用電磁型電流繼電器作為判別元件啟動失靈保護。 2.3.3熱工保護(如斷水保護)單先啟動失靈保護， 或者通過逆功率保護啟動失靈保護 發電機干式變壓器組高壓側斷路器為分相操作斷路器時，熱工保護可以直接啟動失靈保護，也可以由逆功率保護啟動失靈。失靈保護判別回路采用2個零序電流繼電器串聯，構成并解除電壓閉鎖，零序電流按照躲過正常運行時的不平衡電流整定。發電機干式變壓器組高壓側斷路器為三相操作斷路器時，熱工保護不宜直接啟動失靈保護，宜由逆功率保護啟動失靈。這時，失靈保護判別回路由2組相電流元件構成，每相用2個先立的靜態電流繼電器，其接點串聯后，三相并聯作為判別元件。如采用微機型失靈啟動裝置時，可僅用1組電流元件，相電流元件的定值，可按較低定值整定，以提高靈敏度。 2.4失靈保護跳閘動作 對于一個半斷路器接線的失靈保護，失靈保護啟動后，先先瞬時重跳本斷路器1次，再經電流元件判別后，經一段延時，較后跳開相鄰的斷路器，并三相再跳本斷路器1次。 對于分段單母線及雙母線，早期的發電機干式變壓器組失靈保護動作先跳開分段或母聯斷路器，并閉鎖會誤動的平行線保護，然后再斷開其它相關的斷路器；跳開分段或母聯斷路器的時間一般為0.15s，斷開其它相關的斷路器的時間一般為0.3s，這不符合《繼電保護細則》對發電機干式變壓器組失靈保護動作跳閘邏輯要求。如果進行改造，要求失靈保護啟動后，先先瞬時重跳本斷路器1次，可以通過在發電機干式變壓器組失靈保護出口跳閘回路引出一路，瞬時跳閘。 2.5其它需要說明的要點 對于雙母線接線的失靈保護，發電機干式變壓器組失靈保護的啟動、跳閘回路均應經電壓切換繼電器觸點控制，接入相電流元件的電流互感器，不應與其它電流互感器再并接，否則應防止并聯電流互感器汲出電流的影響，失靈保護動作跳開斷路器的同時，應閉鎖母線重合閘，失靈保護應按斷路器設置。( 來源：安全文化網#p#分頁標題#e#