多點(diǎn)接地導(dǎo)致發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原因探討應(yīng)用

摘 要：差動(dòng)保護(hù)用為發(fā)電機(jī)主保護(hù)，在實(shí)際工作中，為確保發(fā)電機(jī)主保護(hù)運(yùn)行可靠，進(jìn)行必要的檢查至關(guān)重要。xx電站至2015年投產(chǎn)以來，未發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作異常，2017年5月，發(fā)生發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，電站通過發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)一次設(shè)備進(jìn)行檢查及發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置校驗(yàn)，包括對差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的電流、電壓互感器進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。后檢查發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)電流互感器二次回路，發(fā)現(xiàn)由于電站設(shè)計(jì)原因，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)電流互感器二次回路多點(diǎn)接地，經(jīng)解開后，當(dāng)存在電力系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)未再發(fā)生發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況。值得在裝有發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的所有發(fā)電廠推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；差動(dòng)保護(hù)；多點(diǎn)接地；處理

中圖分類號：TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0091-02

1 緒 論

××電站至2015年投產(chǎn)以來，未發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作異常，2017年5月，發(fā)生發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，電站通過發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)一次設(shè)備進(jìn)行檢查及發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置校驗(yàn)，包括對差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的電流、電壓互感器進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。后檢查發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)電流互感器二次回路，發(fā)現(xiàn)由于電站設(shè)計(jì)原因，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)電流互感器二次回路多點(diǎn)接地，經(jīng)解開后，當(dāng)存在電力系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)未再發(fā)生發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況。

2 發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)基本理論

故障時(shí)2號發(fā)電機(jī)保護(hù)報(bào)差動(dòng)保護(hù)跳閘，動(dòng)作值為1.34A；主變保護(hù)報(bào)C相差流越限，電流值為0.95A；1號發(fā)電機(jī)保護(hù)報(bào)C相差流越限，電流值為0.84A；從錄波上看110kV線路電壓有諧波分量，電流有畸變和諧波分量存在，并且有零序電流；2號機(jī)電壓有諧波分量，電流有畸變和諧波分量存在，其中B相電流增大，C相電流畸變，并且有零序電流。初步分析判斷2號發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原因?yàn)椋菏軈^(qū)外故障引起系統(tǒng)振蕩，在線路區(qū)外故障時(shí)，發(fā)電機(jī)提供給區(qū)外故障電流，產(chǎn)生穿越性故障電流，由于電流的非周期分量造成發(fā)電機(jī)保護(hù)電流互感器鐵芯飽和，誤差增大，由于我站發(fā)電機(jī)保護(hù)沒有諧波制動(dòng)功能，導(dǎo)致2號發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

3 ××電站差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作具體情況

××年××月××日××?xí)r××分，2號機(jī)組差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致2號機(jī)出口開關(guān)、滅磁開關(guān)跳閘，2號機(jī)蝶閥關(guān)閉。事故后對2號發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面隔離，做好安全措施，組織人員對差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的一次設(shè)備進(jìn)行全面檢查和對保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的電氣試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)2號發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)備均無異常后，對2號機(jī)組進(jìn)行零起升壓試驗(yàn)檢查，確認(rèn)無異常。于××年××月××日××?xí)rxx分向調(diào)度值班人員匯報(bào)電站事故處理情況并申請開機(jī)帶負(fù)荷檢查。保護(hù)裝置無差流，下位機(jī)、上位機(jī)、錄波裝置電流電壓正常，勵(lì)磁裝置電流電壓反饋正常，電站運(yùn)行人員向調(diào)度匯報(bào)帶負(fù)荷檢查情況，2號機(jī)正式與系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，帶有功負(fù)荷9.8MW，無功負(fù)荷0.4MVar。

原因分析：故障時(shí)2號發(fā)電機(jī)保護(hù)報(bào)差動(dòng)保護(hù)跳閘，動(dòng)作值為1.34A；主變保護(hù)報(bào)C相差流越限，電流值為0.95A；1號發(fā)電機(jī)保護(hù)報(bào)C相差流越限，電流值為0.84A；從錄波上看110kV線路電壓有諧波分量，電流有畸變和諧波分量存在，并且有零序電流；2號機(jī)電壓有諧波分量，電流有畸變和諧波分量存在，其中B相電流增大，C相電流畸變，并且有零序電流。初步分析判斷2號發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原因?yàn)椋菏軈^(qū)外故障引起系統(tǒng)振蕩，在線路區(qū)外故障時(shí)，發(fā)電機(jī)提供給區(qū)外故障電流，產(chǎn)生穿越性故障電流，由于電流的非周期分量造成發(fā)電機(jī)保護(hù)電流互感器鐵芯飽和，誤差增大，由于××電站發(fā)電機(jī)保護(hù)沒有諧波制動(dòng)功能，導(dǎo)致2號發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。即：線路有瞬間故障，發(fā)電機(jī)提供給區(qū)外故障電流，產(chǎn)生穿越性故障電流，諧波造成發(fā)電機(jī)保護(hù)電流互感器鐵芯飽和或故障切除后因差動(dòng)保護(hù)電流互感器特性不完全一致，電流衰減不一致造成差流，導(dǎo)致我站2號機(jī)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。

xx電站采取的臨時(shí)措施：在保證差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作靈敏度的情況下，適當(dāng)增大差動(dòng)保護(hù)定值或延遲差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，以躲過區(qū)外故障系統(tǒng)振蕩的干擾。為保證主設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，建議在枯水期對發(fā)電機(jī)、主變保護(hù)裝置進(jìn)行改造。

4 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后處理措施

（1）延時(shí)10.5kV母差保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間躲過線路保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間。

（2）提高差動(dòng)保護(hù)的電流門檻值。

（3）聯(lián)系有相關(guān)資質(zhì)的人，對10.5kV范圍內(nèi)的所有CT進(jìn)行特性試驗(yàn)和誤差檢查。

（4）根據(jù)技改計(jì)劃對10.5kV母線保護(hù)裝置進(jìn)行更換。

（5）根據(jù)線路參數(shù)變化核算保護(hù)定值。

5 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后處理情況

（1）發(fā)電機(jī)差動(dòng)啟動(dòng)電流整定。

發(fā)電機(jī)額定二次電流=687.3/1000/5=3.437A。

按外部故障切除時(shí)不誤動(dòng)條件整定，最小動(dòng)作電流：Idz.0=0.25×3.437A=0.86A。

××電站保護(hù)定值計(jì)算書按0.3In計(jì)算，取1A，已經(jīng)最大限度的考慮了外部故障切除時(shí)不誤動(dòng)條件。由于發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置比率制動(dòng)功能不完備，為了躲過保護(hù)區(qū)外故障時(shí)穿越電流造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，可以考慮適當(dāng)提高啟動(dòng)電流值，犧牲一定的保護(hù)動(dòng)作靈敏度臨時(shí)運(yùn)行，計(jì)算如下：

按躲過5月2日外部故障時(shí)產(chǎn)生的差流1.34A計(jì)算，可靠系數(shù)取1.2，Idz.0=1.2×1.34A=1.61A。勵(lì)磁變低壓側(cè)短路420/200=2.1A，視為區(qū)內(nèi)短路，差動(dòng)保護(hù)能可靠動(dòng)作。強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作5.51×6/200=0.168A，差動(dòng)可靠不出口。區(qū)內(nèi)短路靈敏度校驗(yàn)：機(jī)端兩相短路時(shí)制動(dòng)電流為7.812A。機(jī)端兩相短路時(shí)差動(dòng)電流為15.62A。此時(shí)差動(dòng)的動(dòng)作電流：4.13A。

（2）由于發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置比率制動(dòng)功能不完備，制動(dòng)電流及制動(dòng)系數(shù)本次不進(jìn)行計(jì)算，其余保護(hù)定值不變。

（3）臨時(shí)修改差動(dòng)電流啟動(dòng)值為以上計(jì)算值。

對2號發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面隔離，做好安全措施，組織人員對差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行全面檢查，外觀檢查無明顯的短路情況；然后對保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)備進(jìn)行電氣試驗(yàn)，情況如下：

（4）發(fā)電機(jī)試驗(yàn)情況：

①絕緣電阻

A相對BC地：15S絕緣電阻1.8GΩ；60S絕緣電阻4.4GΩ；吸收比2.4。

B相對AC地：15S絕緣電阻1.82GΩ；60S絕緣電阻4.35GΩ；吸收比2.39。

C相對AB地：15S絕緣電阻1.82GΩ；60S絕緣電阻4.4GΩ；吸收比2.4。

②直流耐壓及泄漏

A、B、C分別在5kV泄漏電流值、10kV泄漏電流值、15kV泄漏電流值、20kV泄漏電流值最大不超過2uA。

③發(fā)電機(jī)出口封閉母線絕緣及交流耐壓試驗(yàn)情況

A相對BC地、B相對AC地、C相對AB地加壓28kV1min全通過。

④中性點(diǎn)避雷器試驗(yàn)情況

中性點(diǎn)避雷器在1mA下的電壓為14.4kV，0.75倍1mA電壓下的泄漏電流36uA。

⑤母線過壓保護(hù)器的交流耐壓試驗(yàn)情況

B、C三相電壓加壓13kV1min通過。

⑥勵(lì)磁變高壓側(cè)絕緣試驗(yàn)情況

高對低地：2500V，絕緣電阻122GΩ，時(shí)間1min。

（5）對差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)電流、電壓互感器特性檢查

差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)所有電流、電壓互感器極性均為同極性。

（6）經(jīng)檢查檢查均正常后，對差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)電流互感器二次回路檢查，發(fā)現(xiàn)電站所有電流互感器二次回路存在多點(diǎn)接地，電站解開電流互感器多點(diǎn)接地，保留一點(diǎn)接地。

6 結(jié)論及推廣

多點(diǎn)接地在水電廠存在很大隱患，xx電站的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況，對于所有發(fā)電廠有著極其重要的作用，建議所有裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)的電廠按照xx電站方式進(jìn)行提前預(yù)防，以確保繼電保護(hù)設(shè)備安全可靠。

參考文獻(xiàn)

[1]繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件“6.安全要求”（DLT 478-2013） ：7.

收稿日期：2018-10-16