發(fā)變組保護(hù)常見故障研究

李永斌，朱浩銘

國(guó)電雙遼發(fā)電有限公司

發(fā)變組保護(hù)常見故障研究

李永斌，朱浩銘

國(guó)電雙遼發(fā)電有限公司

發(fā)變組保護(hù)經(jīng)歷了“組合”構(gòu)建裝置到數(shù)字型微機(jī)型的自動(dòng)化程度、可靠性都比較高的保護(hù)裝置，雖然減少了很多保護(hù)裝置的故障問題，但是仍然無法完全避免。本文便通過故障實(shí)例列舉了一些常見的故障及其處理方法。

發(fā)變組；誤動(dòng)；差動(dòng)保護(hù)；匝間保護(hù)

1 發(fā)變組保護(hù)裝置的歷史變遷

八十年代，我國(guó)火電廠的發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量普遍在200MW以下，其發(fā)變組保護(hù)并沒有整套的自動(dòng)裝置，而是由數(shù)十個(gè)常規(guī)繼電器組搭配構(gòu)建而完成相應(yīng)的保護(hù)功能，相當(dāng)于一個(gè)“組合裝置”。因此，當(dāng)時(shí)的發(fā)變組保護(hù)談不上自動(dòng)化，其可靠性相對(duì)較差，檢驗(yàn)時(shí)所需的時(shí)間和人力投入也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)在的自動(dòng)化保護(hù)裝置的數(shù)倍。

九十年代，單機(jī)容量越來越大，300MW及以上機(jī)組紛紛上馬。數(shù)字型微機(jī)型保護(hù)裝置應(yīng)運(yùn)而生并陸續(xù)投入使用。比如WF?BZ－01型微機(jī)發(fā)變組保護(hù)裝置就是由東南大學(xué)和南京電力自動(dòng)化設(shè)備總廠聯(lián)合研制的600MW及以下容量發(fā)電機(jī)變壓器組成套微機(jī)保護(hù)裝置。

到本世紀(jì)，發(fā)變組保護(hù)裝置自動(dòng)化程度越來越高，像原來的WFBZ－01型微機(jī)保護(hù)裝置已經(jīng)無法滿足現(xiàn)場(chǎng)的需要。比它更先進(jìn)的裝置也隨即產(chǎn)生。比如南京南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的RCS-985系列保護(hù)裝置，該裝置可謂是真正意義上的數(shù)字式發(fā)變組保護(hù)裝置，可用于大型的發(fā)變組保護(hù)，配置兩套該裝置就可以實(shí)現(xiàn)主保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)、后備保護(hù)的全套雙重化，操作回路和非電量保護(hù)裝置獨(dú)立組屏。

2 發(fā)變組保護(hù)裝置常見故障

2.1 簡(jiǎn)單問題直接處理

發(fā)變組保護(hù)常見的故障問題有很多種，普通的故障問題解決辦法也比較直接而簡(jiǎn)單。比如，因裝置電源插件不能進(jìn)行正常供電引起的裝置故障。因?yàn)殡娫床寮谡Ｇ闆r下，都有一個(gè)誤差的區(qū)間范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)出問題不影響裝置運(yùn)行，但是一旦誤差超過這個(gè)區(qū)間則使裝置的保護(hù)動(dòng)作受到影響。避免這類問題比較簡(jiǎn)單，只要定期對(duì)電源插件進(jìn)行更換就可以了。一般5年左右一更換，但是不需要提前多年就備下備件，因?yàn)殡娫床寮贿m合長(zhǎng)期儲(chǔ)備。再比如，發(fā)變組保護(hù)裝置的顯示屏顯示不正常。這種不正常雖然不能直接引起保護(hù)誤動(dòng)之類的大問題，但是因?yàn)闊o法讓運(yùn)行人員和檢修人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正常監(jiān)視，是一個(gè)安全隱患，因此對(duì)這類小故障也不能忽視。像這樣的問題只要聯(lián)系生產(chǎn)該裝置的廠家，將出現(xiàn)問題的顯示屏更換成同型號(hào)的、好用的新顯示屏即可。

然而，有些發(fā)變組保護(hù)裝置的故障并非如此簡(jiǎn)單，需要進(jìn)行的處理也要麻煩得多。

2.2 裝置不符合反措要求導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)

某火電廠自九十年代初便使用WFBZ－01型微機(jī)發(fā)變組保護(hù)裝置，雖然檢修與運(yùn)行人員百般小心，但是因?yàn)槠溲b置自身的問題仍然沒能避免保護(hù)誤動(dòng)情況的發(fā)生。2010年，該電廠發(fā)生了一起匝間保護(hù)誤動(dòng)作事件。經(jīng)檢查、分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這次保護(hù)誤動(dòng)作的原因是WFBZ－01型微機(jī)發(fā)變組保護(hù)裝置沒有功率方向閉鎖功能，這與當(dāng)時(shí)上該保護(hù)時(shí)沒有采用具有更加先進(jìn)技術(shù)的自動(dòng)裝置有關(guān)。

為了避免此類事件的再次發(fā)生，最好的辦法就是盡快將這類不符合安全反措要求的老式微機(jī)發(fā)變組保護(hù)裝置更換成更加前沿的、自動(dòng)化程度高、可靠性比較強(qiáng)的發(fā)變組保護(hù)裝置。

2.3 新型裝置邏輯問題導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)

上文提到RCS-985是比較新型的、自動(dòng)化程度比較高的發(fā)變組保護(hù)裝置，完全符合安全反措要求，但是這套裝置在應(yīng)用時(shí)，也會(huì)發(fā)生這樣或那樣的問題。

某電站便因?yàn)槭褂迷摫Ｗo(hù)裝置前沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)其后備保護(hù)邏輯有問題而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。某電站的接線形式為雙母線，發(fā)變組后備保護(hù)采用電流記憶復(fù)壓過渡保護(hù)和主變零序保護(hù)。當(dāng)發(fā)變組內(nèi)部發(fā)生故障，主保護(hù)動(dòng)作跳開主變高壓側(cè)斷路器后，機(jī)組在停機(jī)過程中由于后備保護(hù)延時(shí)不合理，便在主保護(hù)正確動(dòng)作切除故障時(shí)，后備保護(hù)仍然動(dòng)作跳開母聯(lián)斷路器，使停電范圍擴(kuò)大。

解決此問題的關(guān)鍵便是解決后備保護(hù)的邏輯問題。先聯(lián)系廠家技術(shù)人員，對(duì)程序進(jìn)行升級(jí)，同時(shí)修改保護(hù)動(dòng)作邏輯，在發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過流I段繼主變并網(wǎng)狀態(tài)閉鎖保護(hù)出口邏輯處，增加了主變高壓側(cè)并網(wǎng)狀態(tài)、經(jīng)主變并網(wǎng)狀態(tài)閉鎖投入這兩個(gè)重要的判據(jù)條件后再作用于零序過流保護(hù)跳閘，完美解決了原裝置邏輯的問題。

2.4 保護(hù)定值不合理導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)

某電廠發(fā)變組改造，由整流型保護(hù)裝置改成微機(jī)保護(hù)裝置，新裝置是RCS-985A型發(fā)變組保護(hù)，運(yùn)行一段時(shí)間后，發(fā)變組保護(hù)來“高廠變差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)”信號(hào)，通過檢查發(fā)現(xiàn)所有的接線正常，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高廠變差動(dòng)保護(hù)功能正常。但是，通過查看波形并計(jì)算發(fā)現(xiàn)了問題：各相最大差流相差不大，C相差流最大，B相差流最小。但是出現(xiàn)的時(shí)刻卻不相同。根據(jù)的比率制動(dòng)曲線計(jì)算出的差動(dòng)電流門檻均為0.61左右。而再根據(jù)比率差動(dòng)特性圖，則發(fā)現(xiàn)C相差流為0.31倍額定電流，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于比率差動(dòng)動(dòng)作門檻的0.61倍額定電流，變斜率比率差動(dòng)可靠制動(dòng)。比率差動(dòng)的定值為0.4倍額定電流，啟動(dòng)時(shí)采用半波積分值和全波付錯(cuò)濾波其波分量值，由于非同期分量影響，半波積分值啟動(dòng)門檻約為差動(dòng)定值的一半，即為0.2倍額定電流。所以保護(hù)會(huì)啟動(dòng)。

為了進(jìn)一步提高裝置的可靠性，可以考慮采用適當(dāng)提高定值的方法，但是一定要注意不可以無限制地過度提高定值。還可以從改善差動(dòng)保護(hù)的工作特性角度考慮采用VA特性較好的TA。

3 結(jié)束語

發(fā)變組保護(hù)是發(fā)電廠非常重要的設(shè)備之一，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著不容忽視的作用。要想防止各類發(fā)變組保護(hù)故障的發(fā)生，一定要勤巡視、勤檢查，必須的時(shí)候還要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)老化的裝置進(jìn)行改造換型。但是，經(jīng)驗(yàn)告訴我們，無論多么先進(jìn)的設(shè)備都需要聯(lián)系實(shí)際，使用前都要謹(jǐn)慎小心，多做調(diào)查研究，多與廠家溝通，要提高自己的技術(shù)水平、鑒定水平，不要一味地相信、依賴設(shè)備的先進(jìn)性，導(dǎo)致因?yàn)樾略O(shè)備存在邏輯缺陷都不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而致使保護(hù)誤動(dòng)事件的發(fā)生。

[1]顧范華.大型發(fā)變組保護(hù)若干問題的分析及新措施的探討[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（3）：163-164.

[2]黃中付.珠江電廠RCS-985型微機(jī)保護(hù)差動(dòng)誤啟動(dòng)分析[J].重慶電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2010（03）:20-21