（大唐长春第二热电有限责任公司 吉林长春 130031）
摘要：电动机变频运行时，变频器电源与电机侧电流频率与大小不相同，若差动保护投入容易误动，所以必须退出运行，通常差动保护由工频开关位置自动投退。电动机变、工频切换，应先将电机输入频率提高到接近工频再进行快速切换，若变频器停车时间过长再切换会产生很大冲击电流，极易引起差动保护误动作，电源开关跳闸。本文重点对某电厂1号机1号引风机变工频切换过程中差动保护误动跳闸，进行具体原因分析，并提出应对措施。
关键词：变工频切换；冲击电流大；原因分析；应对
引言
火力发电厂中，为了降低厂用率，引风机采用变频电机，虽能节省电能，但电机继电保护配置复杂，尤其差动保护需要在变频运行时退出运行，工频运行时投入，变频切至工频过程中易产生大的冲击电流，反馈到差动回路，引起差动保护误动跳闸。
1 事故概述
某电厂1号机组容量为200MW，两台引风机均为变频，2014年11月5日23时34分1号炉炉膛负压突然变正（879Pa），1号引风机变频器电流下降，变频输出反馈为零，立即调整炉膛负压。23时34分将1号引风机变频切至工频时未成功，6kV母线室1号引风机电源开关跳闸，其综保来“差动速断动作，21ms，Icd 24A”。
2 开关误动原因分析
2.1引风机差动保护原理
引风机差动保护除比率差动外，还设有一段差动速断保护，用于电动机内部严重故障时快速动作。
动作判据为： >即任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口跳闸。
式中：为差动电流，为差动定值。
差动速断定值整定原则：
⑴ 按躲过最大外部短路时的不平衡差流整定
其中：为可靠系数，可以取1.3；为短路产生的最大不平衡电流。
⑵ 根据电动机额定电流整定
其中：可以取3.0～9.0；为电动机额定工作电流。
差动速断定值，可以按两者中的较大值整定。
某发电厂1号引风机是锅炉系统的主要设备之一，其主要参数为：额定容量2400kW，额定电流271.7A，变频转速每分钟98-996转，采用星型接线方式，各方面的性能都比较稳定.按照继保规程规定，高压电动机容量在2000kW及以上，或容量虽小于2000kW但需要差动保护的电动机，在电流速断保护不能满足灵敏度要求时，应装设纵联差动保护。该厂1号引风机保护装置采用的是南瑞继保PCS-9627D型电动机保护装置，A、C两相式电流互感器，如果电动机内部或出现相间故障，开关侧电流（2LH）和电动机中性点侧电流（1LH）的差流Icd大于整定动作电流Icdsd时，动作于跳开引风机开关。
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1号引风机变频运行，6kV电源开关QF合闸，变频器工频开关QF2分闸，变频器进线开关QF1合闸、出线开关KM1合闸，引风机电机M运行。这里变频器电源侧为工频电压、电流，电机侧为变频后电压、电流，因流过电流互感器1LH、2LH一次电流不同，流入差动保护装置电流频率与数值也不同，差动回路有电流通过，此时若差动保护投入，极易误动跳开电源开关QF，因此为避免电动机变频运行时，差动保护误动，利用QF2开关辅助接点自动投退差动保护，电动机变频时QF2分闸，其辅助接点断开，差动保护停用。
1号引风机工频运行时，6kV电源开关QF合闸，变频器进线开关QF1分闸、出线开关KM1分闸，变频器旁路开关QF2合闸，引风机电机M运行。这里电源与电机都是同一工频电压、电流，引入差动保护装置电流I12、I22频率与数值都同，方向相反，QF2辅助接点接通，差动保护投入，电机回路无故障时，I12=I22，且方向相反，差动回路无差流，保护不动作。电机回路相间故障时，I1与I2，方向流向故障点，电流互感器二次电流I12、I22均流入保护装置，差动回路有差流，保护动作出口跳开QF开关。
2.2 1号引风机变频无输出切至工频时QF开关跳闸原因分析
1号引风机6kV电源开关跳闸后，查看保护装置内动作报告：“差动速断动作，21ms，Icd 24A”，无其他动作报告。查差动速断定值：17A（5倍额定电流），因24A>17A，差动速断保护出口。
查看1号机组故障录波器高工变A分支电压、电流，切换瞬间三相电压降低，三相电流升高很多，从波形图上看A相二次值最高达7.944A，B相达6.351A、C相达5.671A（瞬时记录值），说明冲击电流很大。
引风机电机停电后测量电机绝缘合格（相对地500兆欧，相间0兆欧），电机并没有故障，可能原因就是，切换过程中差动速断保护未躲过冲击电流而误动。
引风机变频器无输出，电流I1、I2为零，立即进行变频切工频操作，KM1、QF1分闸，KM1断开后，电动机仍旋转，因转子有磁场，电动机定子端部产生随着转速逐渐衰减残压，也就是说QF2开关电机侧有残电压存在，如果此残压与电源电压各相相位相同时，QF2合闸时，冲击电流最小，差动回路差流很小，如果此残压与电源电压各相相位不同或反向时，冲击电流很大，电流I12、I22很大，且相反，差动回路流入很大差流。QF2合闸瞬间，其辅助接点接通，差动保护立即投入，差动电流大于差动速断整定值，保护出口跳闸。1号引风机切换工频时差动速断保护动作跳闸，主要原因是变频器停车无输出时间过长，约4分钟才进行倒换，再因电动机停运后旋转电机端部有残压，相当于QF2两侧不同期，导致冲击电流大，差动回路有较大电流，达整定值时就出口动作。再者定值整定过小，也是导致此次差动误动的又一原因。
3 事后处理与应对措施
根据以上分析原因，一是1号引风机变切工频操作时综保差动速断动作跳闸，保护整定值未躲过因反馈电流引起的差流值，查阅保护装置说明书及整定计算要求校验，对该定值进行重新整定，对1、2号引风机差速断定值均进行更改，由原来的17A，改为35A，此定值经校验满足要求。二是对1号机组1、2号引风机差动保护回路进行整治。按要求，原停用的位于开关保护小室柜门上“投差动保护”压板，恢复使用。此压板在引风机进入工频状态后由运行人员手动投入。
投退条件为：
⑴引风机工频启动前投入此差动保护压板。
⑵引风机变切工完成，已进入工频运行状态，应先检查综保显示差流为零。再投入此差动保护压板。
⑶引风机工频状态结束后，退出此差动保护压板。
此压板受变频器工频开关辅助接点闭锁，引风机变频运行时，此压板误投入，对设备运行并无影响。此压板手动投退的主要目的是防止引风机在变切工时差动保护误动作。
针对1号引风机变频切工频时出现的差动速断出口跳闸的问题，除3、4号机组1、2号引风机（本身已实现闭锁功能）外，对1号机组2号引风机以及2、5、6号机组1、2号引风机差动速断定值重新更改，并在开关保护小室柜门增加了“投差动”保护压板，其目的是为了防止引风机切换过程不当而冲击电流大，引起差动速断保护误动作。
4 结束语
引风机变频器停车后切换至工频运行时，差动速断保护出口跳闸，通过分析，明确了引起差动保护误动主要原因一是变频器停车无输出时间长，电动机停运后电机旋转端部有残压，电动机变成衰减电压的“发电机”，再进行切换合闸时冲击电流大，差动回路有较大差流，达整定值时出口动作。二是差动速断定值整定过小，未躲过倒换时产生的冲击电流。经事后采取应对处理措施，差动速断保护定值重新整定，以及保护装置增设差动压板，以手动投退差动保护，避免误动发生。几年的实践证明该措施是正确的，避免了事故，保证了机组安全稳定运行。
作者简介：
赵英勇（1968--）男，工程师，从事电厂安全管理工作。
论文作者:赵英勇
论文发表刊物:《云南电业》2019年2期
论文发表时间:2019/8/29
标签：差动论文; 电流论文; 引风机论文; 电动机论文; 压板论文; 变频器论文; 电机论文; 《云南电业》2019年2期论文;