6kV電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)差流速斷誤動(dòng)作的原因分析

摘 要：本文通過(guò)對(duì)某電廠6kV電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)在無(wú)故障情況下啟動(dòng)瞬間跳閘事件的深入調(diào)查，根據(jù)波形文件、現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)整定值、電流互感器及其二次回路檢測(cè)數(shù)據(jù)，分析判斷出誤動(dòng)是由于電動(dòng)機(jī)兩側(cè)電流互感器二次負(fù)載不平衡造成的。為防止類(lèi)似事件的發(fā)生，從現(xiàn)場(chǎng)已安裝設(shè)備出發(fā)，通過(guò)對(duì)電流互感器的二次繞組伏安特性、二次回路負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)、核算，提出了差流速斷定值重新整定、降低二次回路負(fù)載等解決方法。

關(guān)鍵詞：電流互感器；二次負(fù)載；差動(dòng)保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）27-0102-01

某電廠6kV電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)采用金智科技公司產(chǎn)品WDZ-5232，差動(dòng)保護(hù)裝置采用WDZ-5231，自投產(chǎn)以來(lái)，多次發(fā)生電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中，一送電，差動(dòng)保護(hù)裝置動(dòng)作情況，檢查電動(dòng)機(jī)，電纜絕緣，保護(hù)裝置檢驗(yàn)無(wú)異常，判斷為誤動(dòng)。

1 保護(hù)動(dòng)作原因分析

查閱2A高壓給水泵差動(dòng)保護(hù)裝置歷史記錄，2015年～2016年10月，該裝置差流速斷共動(dòng)作3次，從動(dòng)作報(bào)告上看，這3次差流速斷動(dòng)作情況基本一致，只是相別不同。其中一次6kV開(kāi)關(guān)處三相電流波形完整平滑，2A高壓給水泵中性點(diǎn)處三相電流A、B兩相波形出現(xiàn)畸變，特別是A相，為CT飽和波形，A、B兩相在第一個(gè)半波過(guò)后，伴隨中性點(diǎn)側(cè)電流傳變異常，兩側(cè)電流開(kāi)始出現(xiàn)差值，C相電流兩側(cè)波形基本一致，差流基本為0。相別不同的原因?yàn)槊看魏祥l的合閘角的不同，電流變化率也不同，導(dǎo)致合閘后第一個(gè)半波的峰值電流不同，同時(shí)CT二次負(fù)載在不同的電流變化率下呈現(xiàn)不同的阻抗，故每次動(dòng)作時(shí)三相電流差值各不相同，呈現(xiàn)兩相較大，一相較小現(xiàn)象[1]。

2 產(chǎn)生波形畸變的原因

該高壓給水泵6kV開(kāi)關(guān)處電流互感器型號(hào)為L(zhǎng)ZZB-12-185/D2中性點(diǎn)處電流互感器型號(hào)為L(zhǎng)ZZB-12-185/D1，所用繞組準(zhǔn)確級(jí)均為5P20，經(jīng)分析認(rèn)為：①差動(dòng)保護(hù)二次回路負(fù)荷過(guò)大，阻抗偏大，高壓給水泵長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，電流互感器產(chǎn)生嚴(yán)重的剩磁，造成互感器在高剩磁時(shí)總負(fù)荷能力相應(yīng)下降，在一次電流低于正常飽和值時(shí)即過(guò)早飽和，引起二次電流差生畸變，這是導(dǎo)致波形畸變的主要原因；②差動(dòng)保護(hù)裝置抗不平衡能力引起，但WDZ-5231差動(dòng)保護(hù)裝置不存在抗不平衡能力差的問(wèn)題。

3 應(yīng)對(duì)措施

一種解決方案在電機(jī)就地，中性點(diǎn)處增加一個(gè)轉(zhuǎn)換裝置，將就地電流互感器二次側(cè)電流轉(zhuǎn)換成光信號(hào)傳輸至開(kāi)關(guān)室保護(hù)裝置內(nèi)，以避免就地電流互感器在啟動(dòng)大電流下發(fā)生飽和。此方案需要重新敷設(shè)光纜，增加中間裝置。另一種解決方案是更換抗飽和特性更好的電流互感器。從經(jīng)濟(jì)性和可操作性上而言，對(duì)電廠都不是很好的選擇。經(jīng)過(guò)分析，決定選擇對(duì)存在問(wèn)題的高壓給水泵做不同處理，觀察效果。

（1）重新整定計(jì)算差流速斷定值，查看各次差流速斷啟動(dòng)跳閘情況下，最大的啟動(dòng)差流為15.06A，現(xiàn)高壓給水泵差流速斷保護(hù)定值為12.12A，是按4倍額定電流整定，按照《大型發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則》，差動(dòng)速斷動(dòng)作電流Id按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的最大不平衡電流計(jì)算，取4～5倍電機(jī)額定電流，考慮電廠實(shí)際情況，在校驗(yàn)靈敏度滿(mǎn)足要求情況下，將2A高壓給水泵差流速斷定值按上限整定，取5×3.03=15.15A。利用停機(jī)機(jī)會(huì)，進(jìn)行了多次啟動(dòng)試驗(yàn)，未出現(xiàn)跳閘情況。

（2）減小中性點(diǎn)側(cè)電流互感器二次阻抗。電流互感器的二次負(fù)載可用式（1）計(jì)算。

Z=ΣKrcZr+KlcZl+Zt（1）

式（1）中：Krc-繼電器的接線(xiàn)系數(shù)；Zr-繼電器線(xiàn)圈阻抗；Klc-連接導(dǎo)線(xiàn)的連線(xiàn)系數(shù)；Zl-連接導(dǎo)線(xiàn)的阻抗；Zt-接觸電阻，一般為0.05～0.1Ω。

繼電器繞組的阻抗很小，大約為0.04Ω，即Zr=0.04Ω；接觸電阻可按0.1Ω計(jì)算，即Zt=0.1Ω。按照銅的電阻率為1.75×10-2Ω/m、電纜芯截面積為2.5mm2，實(shí)際連接裝于電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)處電流互感器的電纜長(zhǎng)230m左右。如果按照電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為其額定電流的6～8倍，取6倍計(jì)算電流互感器實(shí)際二次負(fù)載已超過(guò)電流互感器10%誤差曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的二次負(fù)載，而連接裝于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的電流互感器電纜很短，只有2m，該高壓給水泵兩側(cè)電流互感器二次負(fù)載的差異是導(dǎo)致電機(jī)起動(dòng)時(shí)大電流下差流速斷動(dòng)作的根本原因[2]。

相比繼電器線(xiàn)圈的阻抗和二次接觸電阻，電流互感器的二次負(fù)載可以認(rèn)為主要都取決于二次電纜的阻抗，因此減小二次電纜阻抗就可有效減小二次回路總阻抗。用一根備用電纜芯分別與2A高壓給水泵中性點(diǎn)電流互感器二次連接線(xiàn)并聯(lián)使用，將原來(lái)的連接導(dǎo)線(xiàn)阻抗減小一半，大大減小了二次回路的阻抗。經(jīng)過(guò)多次起動(dòng)試驗(yàn)及后來(lái)的實(shí)際運(yùn)行看，效果是值得肯定的。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電流互感器飽和是引發(fā)微機(jī)保護(hù)裝置不正確動(dòng)作的主要原因之一，為了最大程度地減小其影響，應(yīng)在互感器選型、互感器參數(shù)選擇、二次負(fù)載阻抗計(jì)算與現(xiàn)場(chǎng)校核、保護(hù)裝置采取抗飽和措施等多方面采取合理且有效的措施。建議新建電廠加強(qiáng)對(duì)6kV電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)審查及投運(yùn)前的驗(yàn)收檢驗(yàn)工作，特別是電動(dòng)機(jī)與6kV開(kāi)關(guān)室距離較遠(yuǎn)情況，確保電流互感器選型、保護(hù)裝置選型、電流二次電線(xiàn)線(xiàn)徑等符合要求述2A高壓給水泵采用重新調(diào)整6kV保護(hù)裝置差流速斷定值的方法無(wú)法從根本解決電流互感器飽和問(wèn)題，在電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍外部故障，存在較大穿越電流時(shí)，仍然可能導(dǎo)致電流互感器飽和，差流速斷或比率差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。

參考文獻(xiàn)

[1]李海濤.電流互感器飽和對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響及解決方案[D].北京：華北電力大學(xué)（北京），2003.

[2]景敏慧，孔霄迪，覃松濤，等.P類(lèi)電流互感器飽和原因分析及對(duì)策[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007（21）：94～97+109.

收稿日期：2018-8-1

作者簡(jiǎn)介：呂 健（1979-），男，甘肅靖遠(yuǎn)人，工程師，本科，從事電力系統(tǒng)自動(dòng)化工作。