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華能汕頭電廠繼電保護(hù)特性分析
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華能汕頭電廠采用之是引進(jìn)俄羅斯2×300MW機(jī)組及其配套設(shè)備，部分保護(hù)存在問(wèn)題，如主保護(hù)動(dòng)作速度慢，特別是差動(dòng)保護(hù)之速度問(wèn)題；在變壓器(主變、廠變)上普遍采用阻抗保護(hù)之效果問(wèn)題；變壓器接地保護(hù)判據(jù)之選擇及其配合等問(wèn)題。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
整個(gè)廠內(nèi)繼電保護(hù)以電磁型和電子分立元件為主，運(yùn)行維護(hù)工作量相當(dāng)大。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：雖然該廠科學(xué)之管理和繼電保護(hù)工作人員精湛之技術(shù)彌補(bǔ)了一些設(shè)備上之不足，但是，由廠內(nèi)繼電保護(hù)引出之問(wèn)題還是時(shí)有發(fā)生。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：為了徹底改變這一局面，華能汕頭電廠計(jì)劃改造其廠內(nèi)繼電保護(hù)裝置。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：本文建議以國(guó)產(chǎn)型微機(jī)發(fā)電機(jī)—變壓器組保護(hù)裝置為改型產(chǎn)品，供華能汕頭電廠和具有相同機(jī)組之電廠參考。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
1 引進(jìn)之俄羅斯300MW機(jī)組繼電保護(hù)配置簡(jiǎn)介
機(jī)組一次接線如圖1所示，每臺(tái)機(jī)組配備有兩臺(tái)40000KVA之廠用變壓器，全廠配備有一臺(tái)63000KVA之啟動(dòng)變壓器。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：從整個(gè)機(jī)組繼電保護(hù)之配置情況來(lái)看，發(fā)電機(jī)保護(hù)是不太完善之。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：如反應(yīng)多種異常運(yùn)行狀態(tài)之低頻、過(guò)激磁、非全相運(yùn)行等保護(hù)都沒(méi)有(逆功率保護(hù)是華能汕頭電廠自己加之)；我國(guó)繼電保護(hù)規(guī)程對(duì)300MW及以上之機(jī)組對(duì)反應(yīng)異常運(yùn)行狀態(tài)之保護(hù)有明確要求。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
1.TA1發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路之橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；2.TA2、TA20發(fā)電機(jī)—變壓器組縱聯(lián)
差動(dòng)保護(hù)；3.TA4、TA12發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；4.TA8、TA9變壓器差動(dòng)保護(hù)；5.TA9逆功
率保護(hù)(國(guó)產(chǎn))；6.TA10阻抗保護(hù)；7.失磁保護(hù)；8.對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)；9.TA11負(fù)序電
流保護(hù)；10.TA14變壓器零序電流(接地)保護(hù)；11.TV1過(guò)電壓保護(hù)、阻抗保護(hù)、失磁保
護(hù)；12.TV5100定子繞組一點(diǎn)接地保護(hù)；(其它TA、TV用于勵(lì)磁、測(cè)量?jī)x表、故障錄波等
功能)13.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)；14.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地保護(hù)；
2 華能汕頭電廠廠內(nèi)幾種繼電保護(hù)裝置特性分析
下面以發(fā)電機(jī)縱差、主變零序(接地)、廠變阻抗保護(hù)為例，分析華能汕頭電廠廠內(nèi)幾種繼電保護(hù)特性，并提出一些問(wèn)題。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
2.1 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)
發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)采用之是帶速飽和變流器和具有制動(dòng)特性之俄制3T—11/5差動(dòng)繼電器，交流回路如圖2所示。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
發(fā)電機(jī)定子繞組為YY接，9根出線(發(fā)電機(jī)出口3根，中性點(diǎn)6根)；發(fā)電機(jī)出口側(cè)TA之變比為12000/5，中性點(diǎn)側(cè)TA變比6000/5，兩側(cè)TA之變比、型式都不相同。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：外部故障時(shí)通過(guò)差動(dòng)回路之不平衡電流Iunb.max很大，其值為
式中 kTA—TA10之誤差，取0.1；—非周期分量影響系數(shù)，取1；kss—電流互感器同型系數(shù)，兩側(cè)TA之型式也不相同，取—機(jī)端三相短路電流(t＝0秒)，為55.8×103A；nTA—TA變比，為12000/5＝2400。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
為了滿足發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路靈敏度之要求，發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)之 小起動(dòng)電流應(yīng)按下式計(jì)算。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：即
式中 krel—可靠系數(shù)，取1.3；IN—發(fā)電機(jī)之額定電流，為10190A。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
由式(1)(2)可知Iunb.max＞＞Iact。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：若不采取措施，當(dāng)外部故障時(shí)，發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)就會(huì)誤動(dòng)作。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：為解決這一問(wèn)題，采用了差動(dòng)繼電器，克服外部故障時(shí)不平衡電流之影響。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：但是，差動(dòng)繼電器大大降低了發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)之動(dòng)作速度。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：因?yàn)椋顒?dòng)繼電器克服外部故障不平衡電流之原理是靠外部故障時(shí)不平衡電流中之非周期分量使鐵芯速飽和來(lái)完成之。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：而發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，短路電流中同樣存在非周期分量，本發(fā)電機(jī)定子回路非周期分量之衰減時(shí)間常數(shù)為0.28秒，非周期分量衰減完畢需3～4倍之時(shí)間常數(shù)時(shí)間，即：(3～4)×0.28＝0.84～1.12秒(差動(dòng)保護(hù)之實(shí)際動(dòng)作時(shí)間還要長(zhǎng))。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：發(fā)電機(jī)發(fā)生故障，以這樣長(zhǎng)之時(shí)間切除故障是相當(dāng)可怕之。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：主變、廠變和廠備變差動(dòng)保護(hù)存在相同之問(wèn)題。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
2.2 主變零序(接地)保護(hù)
華能汕頭電廠主變接地保護(hù)采用之是：取中性線上作為變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)接地故障時(shí)之判據(jù)；利用發(fā)電機(jī)負(fù)序反時(shí)限保護(hù)中之發(fā)信號(hào)元件判別變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)之接地故障，理由是只要變壓器發(fā)生接地故障總會(huì)出現(xiàn)負(fù)序分量。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：在時(shí)間配合上，當(dāng)變壓器發(fā)生接地故障時(shí)，先跳母聯(lián)，再跳中性點(diǎn)不接地運(yùn)行之變壓器， 后跳中性點(diǎn)接地運(yùn)行之變壓器。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：這樣之配置存在兩個(gè)問(wèn)題。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：一是當(dāng)接地故障發(fā)生在中性點(diǎn)接地運(yùn)行之變壓器上時(shí)，兩臺(tái)變壓器會(huì)全部跳開(kāi)，選擇性之問(wèn)題仍然存在；二是有湖南陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許造成中性點(diǎn)不接地之變壓器較長(zhǎng)時(shí)間帶接地故障運(yùn)行。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：這是比較危險(xiǎn)之。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：結(jié)合圖2—2分析如下：
圖3—2(b)1KA0是變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)接地故障之判別元件，******流為：
式中 kbra—分支系數(shù)；—輸電線零序第Ⅱ段保護(hù)之******流。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
式(3)說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題，即中性點(diǎn)接地變壓器之零序電流保護(hù)范圍不會(huì)超過(guò)輸電線路等零序第Ⅱ段保護(hù)之保護(hù)范圍。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
KA2是發(fā)電機(jī)負(fù)序反時(shí)限保護(hù)中之發(fā)信號(hào)元件，兼作變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)接地故障之判別元件(2判別中性點(diǎn)不接地)，******流按躲過(guò)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)由于不平衡引起之負(fù)序電流整定。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：本機(jī)組取
設(shè)中性點(diǎn)接地之變壓器發(fā)生接地故障，接地保護(hù)之動(dòng)作情況如下：以 短之時(shí)間先跳母聯(lián)，母聯(lián)跳開(kāi)后，從本廠來(lái)看，將故障變壓器與非故障變壓器分開(kāi)了；但從圖2—2(a)可以看出，兩變壓器湖南陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許與系統(tǒng)仍然聯(lián)在一起，由于KA2之動(dòng)作值很小，仍處在動(dòng)作狀態(tài)，經(jīng)后跳開(kāi)中性點(diǎn)不接地運(yùn)行之變壓器， 后經(jīng)長(zhǎng)延時(shí)跳開(kāi)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行之變壓器。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：出現(xiàn)了一臺(tái)變壓器故障切除兩臺(tái)變壓器之情況。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
再設(shè)中性點(diǎn)不接地之變壓器發(fā)生接地故障，接地保護(hù)之動(dòng)作情況如下：以 短之時(shí)間先跳母聯(lián)，立即返回，因?yàn)槟嘎?lián)跳開(kāi)后，中性點(diǎn)不接地之變壓器之接地故障已不在其動(dòng)作范圍內(nèi)，返回后，無(wú)法切除中性點(diǎn)不接地之變壓器之接地故障，這是比較危險(xiǎn)之。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
2.3 廠用變阻抗保護(hù)
變壓器上裝阻抗保護(hù)，筆者認(rèn)為不是 佳選擇。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：首先，勵(lì)磁涌流之存在決定了變壓器之阻抗保護(hù)不湖南陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許瞬時(shí)動(dòng)作，要躲勵(lì)磁涌流就必須帶時(shí)限，帶時(shí)限就只能作后備保護(hù)用。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：次之，要考慮電壓互感器二次回路斷線引起阻抗保護(hù)誤動(dòng)作之問(wèn)題。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：而且，阻抗保護(hù)自身又比較復(fù)雜，調(diào)試維護(hù)工作量相對(duì)要大一些。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
3 國(guó)產(chǎn)微機(jī)型發(fā)變組保護(hù)裝置對(duì)引進(jìn)之俄羅斯300MW機(jī)組適應(yīng)性分析
隨著電網(wǎng)容量之不斷擴(kuò)大，短路電流不斷增大，故障對(duì)系統(tǒng)造成之影響和對(duì)主設(shè)備造成之破壞越來(lái)越嚴(yán)重。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：要保證電網(wǎng)及主設(shè)備之安全，對(duì)繼電保護(hù)裝置之技術(shù)要求越來(lái)越高。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：電磁型繼電保護(hù)裝置、電子分立元件構(gòu)成之繼電保護(hù)裝置作為
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作者：佚名
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