啟備變分支零序過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算及邏輯優(yōu)化

蒲小琴

（大唐信陽(yáng)華豫發(fā)電有限責(zé)任公司 河南信陽(yáng) 464000）

啟備變分支零序過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算及邏輯優(yōu)化

蒲小琴

（大唐信陽(yáng)華豫發(fā)電有限責(zé)任公司 河南信陽(yáng) 464000）

本文以一臺(tái)啟備變分支零序過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作分析為背景，通過(guò)梳理啟備變分支零序過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算過(guò)程，探討啟備變與高廠變分支過(guò)流保護(hù)之間的配合。反思啟備變?cè)诮?jīng)常運(yùn)行方式下，啟備變分支零序過(guò)電流保護(hù)的控制邏輯是否有值得優(yōu)化的必要。

啟備變分支零序過(guò)流保護(hù)；整定計(jì)算；邏輯優(yōu)化

1 概述

變壓器的接地方式直接影響著零序電流的分布和大小。本文以一臺(tái)型號(hào)為SFFZ10-CY-63000/220，容量為63MVA，電壓比230kV/6.3kV等參數(shù)的啟備變?yōu)槔?。該啟備變低壓?cè)中性點(diǎn)采用中阻接地方式。為兩臺(tái)660MW超超臨界機(jī)組的廠用電系統(tǒng)提供備用電源。多次出現(xiàn)分支零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作。啟備變保護(hù)采用兩套南瑞的RCS-985T型的保護(hù)。下面就以其中一次啟備變分支零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作為背景，深入探討啟備變零序過(guò)電流保護(hù)的整定與邏輯優(yōu)化。

2 動(dòng)作情況

某天14：30：26：367該啟備變保護(hù)A、B柜均報(bào)“B分支零序過(guò)流Ⅰ段、B分支零序過(guò)流Ⅱ段”保護(hù)動(dòng)作；跳閘燈亮；分相操作箱兩組跳閘燈亮。啟備變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘。

啟備變A、B柜保護(hù)柜：保護(hù)啟動(dòng)2.303s后B分支零序Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作，出口跳開(kāi)3B、4B分支開(kāi)關(guān)；保護(hù)啟動(dòng)2.710s后B分支零序Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作，出口跳開(kāi)高壓側(cè)開(kāi)關(guān)、3A分支開(kāi)關(guān)、4A分支開(kāi)關(guān)并啟動(dòng)失靈。故障時(shí)，高低壓電壓值均為107V（保護(hù)取線電壓），高低壓側(cè)各相電流均為零，只有B1分支的零序電流3I0為1.39A。

啟備變3B分支B相電壓模擬量突變啟動(dòng)，發(fā)現(xiàn)啟備變低壓側(cè)3B分支和4B分支的A相電壓由62.50V最高變至104.28V；B相電壓由62.62V最高變至105.808V，C相電壓由62.44V最低降至3.943V；啟備變B分支零序電流最大變至1.67A左右，折算至一次值為33.4A，且零序電流的產(chǎn)生存在間斷。

3 分析

定值：起備變B分支零序過(guò)流Ⅰ段定值為：0.9A/1.0s，出口方式為0451（啟動(dòng)跳3B分支、4B分支、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)出口繼電器），Ⅱ段定值為：1.1A/1.4s，出口方式為047F（跳高壓側(cè)、高壓側(cè)啟動(dòng)失靈、跳3A分支、跳3B分支、跳4A分支跳4B分支、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等出口繼電器動(dòng)作）。

根據(jù)以上信息分析，可知當(dāng)時(shí)啟備變B分支零序電流大于保護(hù)定值，所以B分支零序過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，I段時(shí)間短先出口跳開(kāi)B分支，由于故障點(diǎn)在3B、4B分支開(kāi)關(guān)上口，分支開(kāi)關(guān)一直處于分閘狀態(tài)，所以故障點(diǎn)仍然存在，Ⅱ段動(dòng)作跳開(kāi)啟備變各側(cè)開(kāi)關(guān)。從故障錄波的波形可以看出，零序電流的產(chǎn)生存在間斷，說(shuō)明先發(fā)生閃絡(luò)間歇性接地，后直接電弧擊穿發(fā)展為直接接地。

結(jié)論：打開(kāi)封母發(fā)現(xiàn)啟備變B分支封母檢查，C相確有接地故障。分支零序Ⅰ段動(dòng)作后故障仍然存在，零序Ⅱ段保護(hù)啟動(dòng)，跳開(kāi)高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，保護(hù)屬于正確動(dòng)作。從動(dòng)作時(shí)間和波形可以看出，在啟動(dòng)過(guò)程中有兩次閃絡(luò)發(fā)生，第三次發(fā)生擊穿保護(hù)動(dòng)作，零序Ⅰ段時(shí)間2.303s和零序Ⅱ段時(shí)間2.710s大于定值一段時(shí)間1.0s和二段時(shí)間1.4s，是因?yàn)榱阈螂娏饔虚g斷，保護(hù)存在中間返回現(xiàn)象。

4 問(wèn)題及整改措施

4.1 啟備變零序過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算的方法

啟備變低壓側(cè)所帶負(fù)荷均為6kV廠用電。6kV廠用電屬于中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)。小接地電流系統(tǒng)的接地形式很多，但是零序流、零序電壓、零序功率的特點(diǎn)都相同。而分支零序過(guò)流保護(hù)的零序電流取自啟備變壓器中性點(diǎn)零序電流互感器TA0二次電流3I0的二段零序過(guò)電流保護(hù)，其第一段跳啟備變低壓側(cè)分支斷路器，第二段跳啟備變高低壓側(cè)開(kāi)關(guān)并啟動(dòng)失靈。

4.2 啟備變分支零序過(guò)流保護(hù)及高備變分支零序過(guò)流保護(hù)之間的整定關(guān)系與配合

從啟備變整定計(jì)算過(guò)程來(lái)看，啟備變零序過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算都是以帶負(fù)荷后的運(yùn)行方式考慮的。與高廠變分支零序過(guò)流保護(hù)的整定是一致的。往往我們就盲目的將這兩個(gè)保護(hù)定值整定一樣。與多個(gè)廠溝通交流發(fā)現(xiàn)：這兩個(gè)零序過(guò)電流保護(hù)針對(duì)同一段負(fù)荷進(jìn)行整定，定值一樣，在一些特殊情況下，出現(xiàn)過(guò)兩個(gè)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作的現(xiàn)象。雖然二者的出口方式有所不同。但是同一時(shí)刻出現(xiàn)兩個(gè)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，不能體現(xiàn)繼電保護(hù)的選擇性。不利于故障分析與判斷。

以我廠啟備變零序過(guò)電流保護(hù)整定為例：由于這兩個(gè)變壓器帶相同的負(fù)載，整定計(jì)算的動(dòng)作值一樣，不一樣的是動(dòng)作時(shí)間。

我廠6.3kV側(cè)接地短路零序電流主要取決于中性點(diǎn)接地電阻（100Ω）。

為此零序過(guò)流保護(hù)的靈敏系數(shù)Ksen≥2.0，靈敏系數(shù)是2.0。

則其一次零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)為：Iop.0≤36.37/2.0=18.19A

正確合理的整定保護(hù)定值是保護(hù)正確動(dòng)作的關(guān)鍵。在整定過(guò)程中，我們應(yīng)全方位的考慮設(shè)備可能出現(xiàn)的各種故障現(xiàn)象。通過(guò)正確的整定保護(hù)定值計(jì)算，合理的調(diào)整保護(hù)之間的配合，從而達(dá)到保護(hù)能迅速的切除故障與保護(hù)設(shè)備。即使有些故障出現(xiàn)的幾率很小，但我們不能排除故障出現(xiàn)的可能性。

4.3 啟備變保護(hù)控制邏輯的優(yōu)化

啟備變保護(hù)的定值整定往往考慮的是帶載情況下，未能考慮到啟備變大部分時(shí)間處于熱備用狀態(tài)，一旦低壓側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)，不能迅速的切除故障。影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。正如之前的故障，處于熱備用狀態(tài)的啟備變低壓側(cè)發(fā)生間歇性接地故障。保護(hù)的啟動(dòng)元件存在中間返回的現(xiàn)象。第Ⅰ段零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作出口后未能及時(shí)的切除故障，后經(jīng)延時(shí)t2，零序過(guò)電流Ⅱ段動(dòng)作出口把故障切除。這樣以來(lái)，切除故障的時(shí)間就變長(zhǎng)。不能體現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作的快速性。

5 總結(jié)

繼電保護(hù)的基本要求有可靠性、選擇性、快速性、靈敏性。這些要求之間，有的相輔相成，有的相互制約，需要針對(duì)不同的使用條件，分別進(jìn)行協(xié)調(diào)。但是最終的目的都是為了自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。

[1]張柳，解奎元，王麗君.大型火電廠變壓器分支零序保護(hù)誤動(dòng)案例分析.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，12.

[2]張曉倩.啟備變掉閘事故分析及其應(yīng)對(duì)策略.能源與節(jié)能，2013，11.

TM774

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2016-1-11