摘要：继电保护具有可靠性、选择性、速动性和灵敏性四个特点，主要保护电力系统及其设备在系统发生故障的时候，能快速准确的切除故障，保证非故障线路的正常运行。因此，继电保护定值的设置显得尤为重要，应确保保护装置不误动、不拒动。
关键词：继电保护；定值；可靠性；选择性；速动性；灵敏性
引言
电动机的定值设置关系着电动机的安全运行，当电动机发生故障时，继电保护应可靠动作保证电动机遭受进一步的损伤；同时，当电动机处于正常状态时，继电保护也应保证可靠不动作。
接下来将介绍一起由于保护定值设置有误导致继电保护误动的案例。
1 故障情况
2015年9月21日8点25分，运行人员联系电气检修人员，告知1A空压机启动时，一启动即跳闸，马达综合保护器MPR469显示相间短路跳闸；8点44分再次启动1A空压机，一启即跳，故障现象与第一次一致，仍是相间短路故障。
现场检查MPR469综保继电器事件记录：
1）8:25:55（相间短路故障跳闸）：启动电流（A）：
；
；
；
母线电压（V）：
；
；
.
2) 8:44:08（相间短路故障跳闸）：启动电流（A）：
；
；
；
母线电压（V）：
；
；
.
查阅空压机相间短路故障设置定值，如下：
测量保护CT：200/5；
满负荷电流：66A；
保护定值：跳闸整定值Is=3.8%*In，延时：0S（其中In=5A，为CT二次侧额定电流）；
动作对象：继电器报警跳本负荷开关。
2 故障分析处理：
从继电器事件记录看，两次保护动作跳闸均为相间短路故障。根据对称分量法分析两相短路情况如下：
假设B、C相发生短路故障，此时的边界条件为
；
；
(1-1)
将式（1-1）用对称分量法表示，则
；
； 
(1-2)
式（1-1）~ 式（1-2）就是以电流和电压对称分量形式来表示的故障点的边界条件。
根据故障点的边界条件，可以将以A相为基准的各序网络连接成一个复合序网。由于
，因此复合序网中没有零序网络部分。
根据上述复合序网，可以求得故障点电流和电压的各序对称分量为：
； 
；
（1-3）
；
（1-4）
利用对称分量法，可以求得故障点各相的全电流和全电压
；
；
（1-5）
；
（1-6）
故障点的电流、电压向量图如图1-3所示，母线电压向量图如图1-4所示：
从上面对称分量法分析可知，当发生相间短路时，A相故障电流为0，B相与C相故障电流大小相等，方向相反；故障点电压，Ua相基本不变，Ub、Uc方向相同，大小相等，为Ua的一半；母线电压，Ua变化不大，Ub、Uc大小相等，两者之间存在一定的夹角。
图1-1 B、C相短路时故障点的电流电压向量图
图1-2 B、C相短路时母线电压向量图
从继电器记录故障时的数据看，在第一次启动时，三相电流不平衡，最大B相为776A，A、C相次之，母线电压正常，均在6.2KV左右。第二次启动时，A、B相电流基本相等，C相电流778A，不平衡、接地均为0，母线电压6.2KV。两次故障现象均不满足相间短路情况。同时还检查了电源开关FPR750综合保护继电器、机组故障录波器，发现在空压机启动时，FPR750综合保护继电器和故障录波器均未有过电流保护启动信息，即实际一次电流未有突变，初步可以判定继电器内部模块故障。
而6kV大型马达保护采用美国GE公司生产的SR469成套马达保护和管理继电器，该继电器集马达保护，故障诊断，功率测量和通讯功能于一体。所有的保护是独立的，并可以实现各自要求的功能，SR469的编程也较简单。其保护配置包含：过流保护、速断保护、热过载、电流不平衡、堵转、RTD温度保护、过电压及低电压保护。以前曾出现的MPR469因内部采样元件故障导致跳闸事例，初步判断此继电器内部元件坏的可能性较大，决定更换继电器，并对一次设备进行检查。
在对空压机马达进行详细的直阻、绝缘电阻检查确定无异常后，对继电器进行了更换。重新启动后，继电器运行正常，未出现故障跳闸现象。
3 再次故障
2015年9月25日下午15点运行人员启动1A空压机时，故障再次出现，一启即跳，显示相间短路故障。
故障记录信息如下：
15:00:54（相间短路故障跳闸）：
启动电流（A）：
；
；
；
母线电压（V）：
；
；
；
从继电器记录的故障数据分析，此次故障与前两次基本相同，最高一相电流均在780A左右，其余两相在550～600A之间，无不平衡和接地电流，且故障时母线电压正常无突变。而此继电器为重新更换的新备品，内部模块故障可能性不大。
4 故障深入分析
为找出确切的原因，对继电器特性及保护定值进行了详细的分析发现，在校验相间短路故障时，只要某一相电流达到动作定值时，保护跳闸，报告显示相间短路故障，而不需要同时满足短路两相之间幅值相等，角度相差180度条件。因此，继电器多次故障跳闸时记录到某一相电流幅值达780A左右时保护正确动作。同时我们还了解到，1A空压机在2013年1号机组大修时进行过扩容改造。改造前马达满负荷电流为39A，短路故障定值9倍In，即故障电流定值一次值为450A，是满负荷电流的12.05倍。而改造后马达满负荷电流为66A，短路故障定值设置为3.8倍的In，折算后故障电流定值一次值为760A，是满负荷电流的11.51倍。按照老定值12.05倍设置，新定值一次值应为795A，3.97倍In，而不是3.8倍In，760A。从三次跳闸的数据看，马达启动时电流值均超过了短路跳闸定值760A，保护正确动作。相间短路定值设置偏小，未能躲过马达启动电流值。由此，可以确定，此故障是由保护定值设置偏小引起的，与继电器本体无关，继电器正确动作。
5 故障处理
通过现场检查及深入故障分析，确定了故障原因：相间短路故障保护定值设置偏小，未能躲过马达启动时的电流。随后对继电器定值重新设置，将原来定值由3.8*In更改为4.5*In，即一次值为900A。
6 效果跟踪及预控措施
自定值更改后，1A空压机在多次启动时均能正常运行，相间短路定值能可靠躲过马达启动电流。为防止类似故障的再次发生，电气人员对全厂继电保护定值及整定灵敏度进行了细致校核。并结合机组大小修，对全厂定值进行重新梳理检查，重点检查和校核改造过的负荷，确保保护能满足设备正常运行，防止出现误动、拒动、越级跳闸等现象。
参考文献
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[4]孙卓, 赵晋波. 电力系统继电保护不稳定原因及解决办法研究[J]. 中国科技投资, 2017(10).
论文作者:黄丹仪
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：故障论文; 电流论文; 继电器论文; 定值论文; 电压论文; 母线论文; 马达论文; 《电力设备》2019年第3期论文;