珠江電廠 RCS-985型微機保護差動誤啟動分析

黃中付

(廣州珠江電廠,廣東廣州 511400)

0 概述

珠江電廠 2#高廠變差動保護采用南京南瑞繼保公司的 RCS-985型發(fā)變組微機保護,是珠江電廠首套由整流型更型為微機保護的裝置。2006年 3月 7日,啟動 2#機電動給水泵時,2#機發(fā)變組保護報“高廠變差動保護啟動”信號。

1 原因分析

針對 2#機發(fā)變組保護報“高廠變差動保護啟動”信號的問題,按以下步驟進行了原因分析:

1)2#高廠變差動保護 TA變比極性及電流回路接線檢查,正確。

2)2#高廠變差動保護功能試驗,差動保護正常。

3)2#高廠變短路電流試驗及帶負荷試驗,差動保護正常。

4)2#機 RCS-985保護裝置啟動錄波圖檢查:大型電機 2#機電動給水泵啟動時,2#高廠變差動啟動,保護裝置錄下波形,圖 1～3分別為 A、B、C三相廠變差動波形圖。

圖1 A相差動波形

圖2 B相差動波形

圖3 C相差動波形

由 1～3圖中看出差流產(chǎn)生的主要原因是 B分支 TA發(fā)生了輕度飽和現(xiàn)象

經(jīng)波形分析,各相最大差流如表 1,但出現(xiàn)時刻不一致,圖中 A相出現(xiàn)在第 12個周波,C相出現(xiàn)在第 3個周波,其中 C相差流最大,C相差流的峰值達到 0.87Ie。表 1中還給出了每相差流、高低壓側電流、制動電流以及根據(jù)比率制動曲線計算出的差動電流門檻,具體分析見表 1。波形打印圖上數(shù)據(jù)為第四個周波付氏算法有效值。

表1 數(shù)據(jù)分析表(單位均為額定電流)

圖5為比率差動特性圖,圖中標出 C相差動電流位置、C相差動動作門檻。

從圖 5中及表 1看出,C相差流(0.31倍額定電流)遠遠小于比率差動動作門檻(0.61倍額定電流),變斜率比率差動可靠制動。

圖5 比率差動特性及C相差動分析

圖6為三相差流二次諧波含量分析圖,從圖中看出,C相差流中二次諧波含量始終大于 30%。

圖6 三相差流二次諧波分析

圖7為 RCS-985裝置,差動兩側 TA均加 60A幅值的沖擊電流,從圖中可見,差流不超過 0.2A。因此,RCS-985裝置中的 CT特性沒有問題。

圖7 RCS-985裝置電流試驗波形

綜上所述,珠江電廠大型電動機啟動時,高廠變差動啟動分析結果如下:

(1)比率差動定值為 0.4倍額定電流,啟動時采用半波積分值和全波付氏濾波基波分量值,由于非周期分量的影響,半波積分值的啟動門檻一般約為差動定值的一半,即 0.2倍額定電流,因此,這種情況下,保護會啟動。保護啟動主要作用是記錄波形,為保護人員定值設定參考、波形分析等服務,啟動時裝置不發(fā)報警或跳閘信號,因此,一般不需運行人員干預。

(2)比率差動真正動作還需要三個條件:有效值(全波付氏算法)大于 0.4倍額定電流;大于比率制動門檻(0.61倍額定電流),波形中二次諧波含量小于 15%。從以上波形分析,前兩個條件已不滿足,而此波形經(jīng)諧波分析,二次諧波含量大于 30%,因此,三個條件均不滿足,此時 RCS-985保護裝置可靠不誤動。

(3)差流形成原因比較復雜,主要是在電動機啟動暫態(tài)過程中,高廠變差動兩側電流互感器特性、兩側電纜長度(負載)不一致引起的,此種情況比較具有代表性。RCS-985裝置已采用新型比率差動曲線(變斜率比率差動)、二次諧波制動、TA飽和判別等措施改善差動保護,因此,RCS-985保護在電動機啟動過程中不會誤動。

(4)保護啟動與裝置發(fā)出跳閘命令是完全不同的,裝置啟動錄波是 RCS-985裝置的先進功能。

(5)如果啟動時差流有效值大于啟動定值,則宜考慮適當提高定值,或更換廠變低壓側分支 TA,改善差動保護工作特性。

2 結束語

RCS-985微機保護裝置本身具有足夠的可靠性,一般不需要提高定值增加可靠性,如果為了進一步提高可靠性,可以采用適當提高定值的方法,但不宜太高。每次電動機啟動時不平衡電流的產(chǎn)生差別比較大,需要加以觀測更大的差流是否可能出現(xiàn)。從改善差動保護的工作特性來講,采用 VA特性較好的 TA是最好的方法。在 2#高廠變低壓側分支TA更換為大容量大變比 VA特性較好的 TA后,啟動大型電動機,RCS-985微機保護裝置不再出現(xiàn)“差動啟動”報警。此改進措施應用于后續(xù)的 1、3、4#機RCS-985微機保護改造,運行結果同樣證明:采用VA特性較好的 TA是改善差動保護工作特性較好的方法。

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