（西德源府谷能源有限公司 陕西榆林 619407）
摘要：过流保护不仅作为发电机由于外部由故障或负载不平衡引起的负序电流引起的过热保护，还是发电机与相邻设备不对称短路后制备的保护。其中，发电模式保护应在电气条件下关闭电力运行模式保护也应锁定在发电模式。保护动作后果为跳500千伏总线和线路开关。
关键词：发电机；复合电压启动；过流保护误动
前言
由于电站所接人的电网系统容量较小，网架结构不完善，常需要分网运行，因线路故障跳闸引起的水轮发电机组保护动作情况时有发生，致使发电机组事故停机，扩大了事故的范围，也大幅增加了发电机组恢复供电的时间，不利于机组的经济运行，同时事故停机次数增加也不利于机组的安全稳定运行。
1发电机复压过流保护误动的情况
自并励发电机，宜采用带电流记忆的复压过电流保护。该电厂发电机的励磁方式为自并励，因此复压过流保护应该选用带电流记忆的复压过流保护。但在2014年前，该电厂复压过流保护的带电流记忆功能并未投入。不过，在之后投入带电流记忆功能的一年中，该保护误动次数高达11次。当线路故障保护动作跳闸后，该保护负序电压仍然保持在较高值，由于此时故障电流带记忆，造成该保护误动。事后检查录波曲线，发现在线路故障跳闸后，负序电压仍长时间地保留，直至保护动作，机组解列停机，后对该保护进行校验，保护装置动作正常，未发现负序电压衰减缓慢的情况；但在改变输入电压的频率时，发现负序电压大幅增加。因此，分析该保护误动原因：当线路保护动作跳闸后，机组远方甩负荷，调速器根据调节特性进行调节，机组频率大幅变化，造成负序电压增大达到整定值，并维持在此定值之上，加上之前瞬时出现的故障电流带记忆，当高负序电压持续时间到达整定值时，该保护动作出口。查阅相关的保护信息，当出现线路故障重合闸成功，机组未出现大范围频率波动时，发电机复压过流保护不动作，从侧面证实了上述判断。该套保护装置负序电压过滤器对频率过于敏感，属装置本身问题。
2误动原因
根据保护配置原则，当外部发生短路时，如果故障点附近保护无法切除，就应1918乌拉线后备保护相间距离Ⅲ段动作(保护范围为268km)，而不应是发电机后备保护动作(过流I段时间为3.1s)。故障时间只持续了0.5s，故1918相问距离Ⅲ段时间整定值为2.2S，装置虽然启动，但时间未满足跳闸要求而返回。因此，发电机复压过流保护动作为越级跳闸。对2号保护装置过流保护元件进行校验。电流继电器、时问继电器、低电压继电器动作值与整定值相符，电流继电器和电压继电器返回系数满足要求，但负序电压继电器定值与实际值有偏差。检验负序电压继电器动作整定值(采用模拟相间短路检验方法)，负序电压继电器在电力系统中能反映出三相不对称电压的负序电压分量，可以采用模拟相间短路检验方法对负序电压继电器进行电气性能检验，利用对称分量法将三相不对称相量分解成三组对称分量(正序分量、负序分量和零序分量)。检验时将被试装置输入端任意两相短接，模拟相间短路，然后与非短接极之间施加单相电压。在负序电压继电器中有负序电压分量，施加的检验电压与负序电压的关系：动作电压=X负序动作电压。而检验时认为负序动作电压=动作电压，因此，检验时认为负序动作电压为7V，实际为7／=4V，导致负序电压整定值低于保护定值。随后对保护回路进行检验，现场跳闸逻辑符合规程要求。当1918线路外部发生短路时，发电机出口存在负序电压，由于负序继电器大于整定值(4．6V)而启动，导致低电压继电器一KV1失电闭合，同时引起电流继电器KA2、KA3和时间继电器一KT1动作，并使电流继电器记忆。虽然故障点附近保护装置在0．5S内切除故障，电流继电器返回，但由于电流记忆回路的存在及负序继电器不能正确反映系统负序电压，复压过流保护一直无法返回，导致时间继电器KT1的2个时间t1、t2满足跳闸定值而越级跳闸。
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3发电机复合电压启动过电流保护
根据系统主接线，将复合电压启动过电流保护(复压过流保护)作为主变、厂变和10kV厂区线路过电流保护的后备保护，保护回路由负序电压继电器一KVN1、低电压继电器一KV1、电流继电器(一KA1、一KA2、一KA3)、时间继电器一KT1、信号继电器一KS2构成。装置动作情况如下。
3.1当发生不对称短路时，故障相电流继电器动作，同时负序电压继电器动作，其动断触点断开，使低电压继电器一KV1失压，动断触点闭合，启动时间继电器一KT1。时间继电器一KT1非延时常开触点闭合，闭锁记忆电流继电器触点回路，一KT1经整定延时启动信号和跳闸回路，延时设为两段，发电机复压过流I段和发电机复压过流Ⅱ段。发电机复压过流I段跳母联1150开关，复压过流Ⅱ段跳主变差动，将主变两侧相关的断路器全部断开。
3.2当发生对称短路时，由于短路初始瞬间会出现短时负序电压，一KVN1动作，使一KV1失去电压。当负序电压消失后，一KVN1返回，动断触点闭合，此时加于一KV1线圈上的电压是对称短路时的低电压，只要该电压小于低电压继电器返回电压，一KV1不返回，一KV1动断触点闭合，电流继电器动作，启动时间继电器一KT1。其他动作原理与不对称短路时相同。
4处理措施
4.1保护配置
按照传统发电机变压器组保护配置，设复合电压记忆过流保护作为发电机、变压器、高压母线和相邻线路故障的后备，在主保护或断路器拒动的情况下第1时限t1动作于跳母联断路器，第2时限t2动作于跳本断路器。
4.2定值整定
发电机复压过流保护I段动作电流Iop按躲过发电机额定电流整定，整定值为5.07A。复压过流保护I段时间t1按与330kV线路相问后备保护最长时问tmax配合(或躲过系统振荡延时)，整定t=tlmax+0.5S=1.7S。过流保护I段经发电机复合电压闭锁投入，低电压定值60V，负序电压定值5V，带电流记忆功能。
4.3改变发电机复压过流保护出口跳闸方式
可以看出，发电机复压过流Ⅱ段跳闸将导致110kV乌拉线断路器1918、乌兵线断路器1925、母联断路器1150、1号发电机出口断路器01DL、2号发电机出口断路器02DL、10kV厂区1线断路器1011、1号厂变101CB7个断路器跳闸，跳闸范围大，导致厂用电消失，直接危及设备安全，需改变跳闸方式。复压过流Ⅱ段由原来的跳主变差动改为跳发电机本侧(发电机断路器)。复压过流I段跳闸逻辑仍然动作于母联断路器1150，以缩小故障范围。当发电机外部发生短路故障时，若在复压过流时限内故障仍未切除，发电机断路器动作，切断流向短路点的短路电流。当某一台机组复压过流保护误动时，只切除自身，不会使停电范围扩大，从而提高了保护动作的选择性。
4.4拆除电流记忆回路
复压过流保护作为发电机近后备保护时，自并励发电机由于发电机的端部发生三相短路，电流衰减很快，故障电流在过流元件动作出口前就可能已经返回，而此时故障可能还存在，保护拒动，失去了后备保护的作用。因此，在复合电压过流保护启动后，过流元件需带记忆功能，使保护能可靠动作出口。而复压过流保护作为主变及其他相邻设备的远后备保护，按照要求不应设置电流记忆回路，在此次短路故障中，如没有记忆回路，故障将被切除，即便负序电压继电器一KVN1没有复归，电流继电器一KA2、一KA3复归，之前启动的时间继电器也会返回，避免跳闸事故发生。因此，需要拆除复压过流保护的电流记忆回路，低电压继电器动断触点一KV1与电流继电器一KA1、一KA2、KA3的动合触点并联，再与时间继电器一KT动作线圈串联。
5 结束语
由于目前电网结构中火电比重很大，峰谷差逐渐扩大，发电机作为最佳的调峰调谷电源日益得到电网的重视。提高发电机机组运行的稳定可靠性对电网的安全运行具有很大作用，因而对发电机机组继电保护装置动作的正确性、可靠性要求很高。在目前的形势下，减少保护误动几率，提高保护的可靠性，采用增加监控报警配合，对保护误闭锁进行限制，是确保继电保护装置正确可靠动作的最好办法。
参考文献
[1]王维俭，桂林．大型发电机变压器保护技术的现状剖析和发展动向[J]．电力设备，2013，4(5)：15—18．
[2]电器工业协会继电器及其装置分会．继电器检验调试手册[M]，北京：中国电力出版社，2011．1．381—383．
论文作者:卢端臣
论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期
论文发表时间:2017/1/18
标签：电压论文; 发电机论文; 继电器论文; 电流论文; 动作论文; 过流论文; 断路器论文; 《电力设备》2016年第23期论文;