發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)CT二次斷線判別原理的分析和改進(jìn)建議

信穎超

摘要：發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的核心設(shè)備，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行品質(zhì)直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，容易發(fā)生定子繞組內(nèi)部故障，為此，大多采取安裝內(nèi)部故障保護(hù)裝置的方式來(lái)解決此問(wèn)題，設(shè)置發(fā)電機(jī)縱縱差保護(hù)CT二次斷線的保護(hù)的方式以保障發(fā)電機(jī)運(yùn)行質(zhì)量。本文就對(duì)縱差保護(hù)CT二次斷線的判別原理進(jìn)行了分析，并提出了一些改進(jìn)的建議。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；縱差保護(hù)；CT二次斷線；判別原理

引言

因?yàn)榘l(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的動(dòng)作電流相對(duì)較小，任何一側(cè)CT二次斷線一定會(huì)引起保護(hù)動(dòng)作跳閘，同時(shí)還很有可能引發(fā)很高的二次過(guò)電壓（當(dāng)di/dt非常大時(shí)），更嚴(yán)重的甚至造成火災(zāi)，造成十分嚴(yán)重的后果。所以，CT二次斷線導(dǎo)致的縱差保護(hù)行為，跳閘停機(jī)是合理的，這有利于電廠運(yùn)行的安全和發(fā)電機(jī)組運(yùn)作的安全。當(dāng)CT二次斷線時(shí)，就不再封鎖縱差保護(hù)，就只發(fā)送信號(hào)。在運(yùn)行的角度來(lái)說(shuō)，CT二次斷線時(shí)，能正確地發(fā)送信號(hào)，可以對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)處理，這對(duì)運(yùn)行有極大的好處。

1. CT二次斷線的特點(diǎn)

CT二次斷線應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

（1）單相、兩相、三相完全以及中性線完全斷線和不完全斷線；

（2）斷線發(fā)生的時(shí)間是運(yùn)行前或是運(yùn)行中；

（3）斷線發(fā)生時(shí)負(fù)荷大小對(duì)判斷依據(jù)的影響。

中性線完全斷線的特征：當(dāng)運(yùn)行正常的時(shí)候，由于CT中性線上的電流基本為零，所以當(dāng)其斷線時(shí)，流入保護(hù)裝置的電流不發(fā)生改變。

單相、兩相、三相完全斷線的特征：電流陡然下降，斷線相基本上保護(hù)裝置沒(méi)有電流流入。

單相、兩相、三相不完全斷線的特征：電流的下降有個(gè)過(guò)渡過(guò)程，并且故障電路仍然有一部分電流進(jìn)入保護(hù)裝置。

大部分發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)裝置對(duì)CT故障大多僅考慮了兩相完全斷線和CT單相兩種情況，而實(shí)際運(yùn)行中，占大多數(shù)的故障是二次端子排處接線接觸不良、CT內(nèi)部不完全斷線、以及相對(duì)和相間地?fù)舸⑴离姽收稀Ｒ驗(yàn)?，?dāng)CT二次發(fā)生接觸不良時(shí)，就會(huì)在接觸不良點(diǎn)處將產(chǎn)生高電壓而放電拉弧，將導(dǎo)致接觸不良的惡性循環(huán)，同時(shí)燒壞設(shè)備，所以保護(hù)應(yīng)能反映這種故障。

2.不同的CT二次斷線的判斷依據(jù)

（1）判斷依據(jù)一

1）電流突變后，電流減小0.1In且本側(cè)三相中有一相沒(méi)有電流，其它各側(cè)三相電流沒(méi)有變化。

2）本側(cè)三相中其中一相沒(méi)有電流，其它兩相電流和啟動(dòng)前的電流相同。

滿足上述兩個(gè)條件時(shí)，被認(rèn)為發(fā)生CT二次斷線。

（2）判斷依據(jù)二

當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于0.15In時(shí)，啟動(dòng)CT斷線判別程序，滿足下列條件將認(rèn)為CT斷線：

1）本側(cè)三相電流中至少一相電流不發(fā)生改變；

2）本側(cè)三相電流中至少一相電流為零；

3）最大相電流應(yīng)小于1.2倍的額定電流。

（3）判斷依據(jù)三

該判據(jù)具有瞬時(shí)CT斷線閉鎖或報(bào)警和延時(shí)CT斷線報(bào)警功能，其動(dòng)作判據(jù)如下：

1）瞬時(shí)CT斷線報(bào)警或閉鎖功能在比率差動(dòng)器件動(dòng)作后進(jìn)行判斷。

2）延時(shí)CT斷線報(bào)警在保護(hù)每個(gè)采樣周期內(nèi)進(jìn)行判斷。

3）為了防止瞬時(shí)CT斷線的閉鎖失誤，不能進(jìn)行瞬時(shí)CT斷線的判別要滿足一下的條件：

a.啟動(dòng)前最大相電流不大于0.08In；

b.啟動(dòng)后最大相電流不小于堆成過(guò)負(fù)荷警戒值；

c.啟動(dòng)后的電流比啟動(dòng)前大。

3.比較四種CT斷線判據(jù)及解決辦法

在國(guó)內(nèi)四種常用的CT斷線判據(jù)中不能檢測(cè)所有斷線故障。譬如，都不能解決三相中性線完全斷線故障。在實(shí)際工程方面來(lái)考慮，三線同時(shí)斷掉的幾率相對(duì)較低，可以不在考慮的范圍之內(nèi)。發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)于CT中性線發(fā)生斷線故障時(shí)，因?yàn)橄到y(tǒng)三相運(yùn)行是對(duì)稱的電流不通過(guò)CT中性線，所以不會(huì)立刻對(duì)運(yùn)行有所影響。當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)區(qū)內(nèi)接地另一點(diǎn)區(qū)外接地、系統(tǒng)接地等故障時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致CT的半開路運(yùn)行，將會(huì)影響到設(shè)備運(yùn)行的安全性。而目前還沒(méi)有探究出更合理的解決辦法，建議使用以下兩種方式：

（1）最大程度的減少中性線回路的實(shí)驗(yàn)端子，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)。

（2）當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，利用檢測(cè)零序電流的方式來(lái)解決故障。

判別單相、不完全斷線和兩相完全，可根據(jù)斷線側(cè)進(jìn)行判斷，對(duì)故障的處理有大的作用。對(duì)于故障相別的判斷，可根據(jù)縱差保護(hù)動(dòng)作相別的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行判斷。為了防止區(qū)內(nèi)相間發(fā)生故障時(shí)，非故障相的負(fù)荷電流導(dǎo)致CT斷線誤發(fā)信號(hào)，所以，可采用與斷線側(cè)零序電流相與和兩側(cè)CT的零序電流的邏輯，因?yàn)樵趨^(qū)內(nèi)相間故障時(shí)，兩側(cè)CT的零序電流小于等于整定值。發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)在一點(diǎn)區(qū)外、一點(diǎn)區(qū)內(nèi)的兩相接地故障下，CT會(huì)產(chǎn)生零序電流，根據(jù)最大相電流不小于1.2倍的額定電流閉鎖斷線條件判斷以防止CT斷線誤發(fā)信號(hào)。

零序電流的定值選取的原則是躲過(guò)發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路時(shí)的最大不平衡零序電流。在實(shí)際工程中可以選擇為差動(dòng)最小動(dòng)作電流的二分之一。

4.總結(jié)

實(shí)際的CT二次斷線判據(jù)，雖然可以反映單相、不完全斷線以及兩相完全斷線，但提出的方案不能解決所有的斷線故障，。所以，在進(jìn)行發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的維護(hù)和調(diào)試時(shí)，應(yīng)該著重防止CT二次斷線工作，當(dāng)因?yàn)镃T二次斷線而發(fā)生縱差保護(hù)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)該根據(jù)斷線的信號(hào)和縱差保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生的報(bào)警信號(hào)，對(duì)保護(hù)及故障錄波器的錄波進(jìn)行分析，對(duì)斷線相別和斷線側(cè)進(jìn)行準(zhǔn)確地分析，這對(duì)故障的處理有很大的益處。

如何更科學(xué)、更合理、更全面地解決斷線故障，完整反映縱差保護(hù)在發(fā)電機(jī)對(duì)斷線故障的反映能，還要進(jìn)一步進(jìn)行探索和研究。

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