發(fā)電機差動保護TA斷線故障處理

舒宗軍

摘 要：在發(fā)電機組運行過程中時常發(fā)生差動保護TA斷線故障，有可能造成裝置的拒動或者是誤動，影響系統(tǒng)的整體運行狀況。在對差動保護TA斷線處理過程中，主要工作就在于電流互感器二次回路的排查，找到故障的具體地點。二次回路的檢修既要為其他設備正常運行提供保障，更要確保作業(yè)人員的安全。基于此，文章介紹了差動保護原理，分析了電流互感器二次斷線風險，并對差動保護TA斷線故障的排查和檢修給出了相應的意見，以期為相關研究提供參考。

關鍵詞：差動保護;TA斷線;電流互感器

中圖分類號：TM452文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）06-027-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.013

隨著社會經濟水平和科學技術水平的不斷提高，無論是生產還是生活都越來越依賴電能資源，而在供電系統(tǒng)中，發(fā)電機是整個系統(tǒng)的核心部分。但是，發(fā)電機內部存在著復雜性較高的特點，無論哪個部分出現(xiàn)問題，都有可能導致系統(tǒng)的整體停擺。因此，必須要深入了解和研究發(fā)電機的組成和原理，當有問題發(fā)生時能夠在第一時間解決。

發(fā)電機差動保護能夠對發(fā)電機兩端電流的實際方向和大小進行比較，從而靈敏準確的體現(xiàn)引出線相間故障和定子線圈故障，并且及時將故障進行切除，是發(fā)電機運行過程中的主要保護措施之一。通常來說，為了避免二次回路故障而導致出現(xiàn)一次誤動，差動保護都要設置好斷線閉鎖功能。在某水電站1號水路發(fā)電機組運行過程中，出現(xiàn)了差動保護TA故障，導致水輪發(fā)電機組運行受到嚴重影響，可能導致差動保護的拒動和誤動。當技術人員發(fā)現(xiàn)故障信號，第一時間向上級報告，通過風險分析、安全預防等措施，逐級排查故障，最終找到了故障原因并采取緊急處理措施，為設備的安全運行提供了保障[1]。

1 差動保護的原理

在該發(fā)電機組中，差動保護原理主要是采用了比率制動方式，將循環(huán)閉鎖方式某電站1號水輪發(fā)電機組差動保護采用比率制動原理，出口采用循環(huán)閉鎖方式。由于發(fā)電機中性點沒有直接地接，如果發(fā)電機差動區(qū)內存在相間短路故障，會三相或者是兩相差動同時動作出口跳閘。如果有一相在區(qū)間外接地，以相區(qū)間內接地，但存在同時的負序電壓，則也會出現(xiàn)出口跳閘保護。如果只有一相出現(xiàn)差動動作，并且沒有負序電壓時，那么故障便為為TA斷線。這是由于發(fā)電機沒有直接將中性點接地，如果在內部出現(xiàn)相間短路故障，那么通常將會有三相差動或者是二相差動進行同時動作。主接線如圖1所示。

2 電流互感器二次斷線風險分析

發(fā)電機組運行過程中，電流互感器的二次斷線風險具有不可忽視的危害，如果處理不當，會影響到設備運行的可靠性，甚至會直接影響到作業(yè)人員的人身安全[2]。

當電流互感器處于運行狀態(tài)時，二次負載阻抗較小，可以大致上視為短路，在這樣的狀態(tài)下，一次側和二次側電流所產生的磁通會出現(xiàn)相互去磁的現(xiàn)象，導致鐵心中磁通密度較低，電流互感器二次側電壓也相對較低。如果電流互感器在二次負載處出現(xiàn)斷路，由于發(fā)電機出力，一次側電流不會發(fā)生大小改變，而二次側的電流大小為零，那么全部的一次側電流都會變?yōu)閯畲烹娏?，導致鐵芯磁通密度大于1.8高斯。二次側繞組具有較多的匝數，在二次側繞組兩端將會存在較高的電壓，直接威脅到設備的運行以及作業(yè)人員的人身安全。

除此之外，當二次側出現(xiàn)斷路后，鐵心會存在嚴重飽和現(xiàn)象，同時嚴重發(fā)熱，甚至燒毀電流互感器。因此在發(fā)電機的實際運行過程中，必須要對電流互感器二次斷路的問題加以重視，避免對系統(tǒng)和人身安全產生不利影響。

3 差動保護TA斷線檢查和處理

3.1 電流二次回路安全隱患及安全措施

第一，如果電流互感器存在斷路狀況，二次線圈上由于磁飽和現(xiàn)象而感應出較大的電壓，甚至能達到上千伏，這對于設備和作業(yè)人員來說都是極大的威脅，在二次回路工作過程中一定要避免出現(xiàn)開路問題。

第二，在對電流互感器二次回路進行故障檢測過程中，要盡力將機組負荷減小，如果負荷較大，在二次側斷路時會感應出較大的電壓。將負荷降低能夠有效控制二次回路中的感應電壓，如果條件允許要進行停機檢查。

第三，在二次回路實際運行過程中，要以相關的要求和規(guī)定為基礎，避免出現(xiàn)導線纏繞短路。如果需要短路必須要使用短路片，確保短接過程的可靠性和安全性[3]。

第四，在電流互感器到短路點之間嚴禁進行任何工作，避免出現(xiàn)誤動情況而導致電路回路發(fā)生斷路問題。

第五，必須由兩人共同完成電流二次回路的相關帶電工作，由一人佩戴好絕緣手套來進行操作，同時另一人做好監(jiān)護工作，操作人員要處于絕緣物體上。

3.2 差動保護TA斷線查找

第一，對發(fā)電機組差動保護二次回路進行分析可以得出，故障點主要涉及電流互感器端子到保護裝置電流轉換模塊，回路上如果存在接觸不良、氧化問題、連接點松動問題等都可能減小回路電流，從而出現(xiàn)TA斷線故障。

第二，分析風險點，做好一定的安全預防，得到相應的工作許可后，要通過逐步排查的方法來將故障點進行逐一查找。這過程中主要用到鉗形萬用表等工具。在實際操作時，通過短路片將二次電流回路短接，對其電流進行測量，看其是否正常，如果電流正常則說明該故障點是處于短接處的，如果不正常則說明故障點是處于短接點之內的。在該故障中，由于1號機組保護屏電流端子處能夠方便進行短接，并且較為安全，因此首先將此處進行短接，通過測量發(fā)現(xiàn)短接后回路內具有正常的電流，可以判斷故障發(fā)生在保護屏內。再將電流轉換模塊的引出線進行短接，通過鉗型萬用表測得電流處于正常狀態(tài)，得出電流轉換模塊發(fā)生故障[4]。

4 調試檢修過程中的注意事項

一般來說，發(fā)電機差動保護的誤動現(xiàn)象都是由工作人員的“三誤”導致的。

4.1 電流互感器極性問題

發(fā)動機組運行過程中，有時會由于接反極性導致差動保護出現(xiàn)誤動問題，有些操作人員將二次側接線進行簡單對調，沒有仔細分析誤動作的原因，更沒有針對性采取解決措施，這樣就無法起到很好的檢修效果，也是繼電保護工作中的禁忌之處，給系統(tǒng)的后續(xù)運行埋下安全隱患。在進行差動保護TA二次側接線過程中，要結合依據TA一次側設備的安裝情況以及差動計算公式，確定其接線是正引出或者是反引出，不考慮這兩個條件而空談接線極性是無用的。

4.2 電流互感器中性點重復接地問題

在發(fā)電機運行過程中，差動保護TA二次只能進行一點的接地。對于微機保護來說可以在保護室設置接地點，也可以將接地點設置在端子箱。在實際操作中可能會存在兩側都進行接地的情況，這樣操作在雖然在正常時可能沒有事故，但是如果發(fā)生接地故障，或者是雷擊產生電流導致兩個接地點出現(xiàn)一定的電位差，就會導致系統(tǒng)出現(xiàn)差動保護誤動作。因此，要認真排查此類安全隱患，可以通過電流回路的絕緣檢查，確定是否存在重復接地問題[5]。

5 結語

電流互感器的二次斷路在系統(tǒng)運行中具有嚴重的危害，必須予以高度重視。在發(fā)電機組日常運行和維護過程中，要定期進行定期維護，利用該時間詳細的檢查接線端子情況，確保沒有端子松動的問題。要注意額定電流，如果出現(xiàn)松動、接觸不良或者是電流過大的問題，容易導致局部發(fā)熱，從而使銅線氧化，出現(xiàn)表面發(fā)黑的現(xiàn)象，在巡視和檢修工作中要對此點加以格外注意。在該次故障中，主要的問題在于電流測量模板的引出線焊接處，這里不易被發(fā)現(xiàn)，也是導致故障的一個主要原因。當電流互感器出現(xiàn)二次斷路問題時，會導致產生較高的電壓，如果帶電處理會存在較大的風險，要盡可能申請停機處理，如果實在無法停機，必須要做好全面、嚴格和詳細的安全措施，為設備和人身安全提供充分保障。

參考文獻

[1] 陳延楓.電力系統(tǒng)繼電保護技術[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2] 魏杜娟.淺析母線差動保護[J].科協(xié)論壇（下半月），2010（3）：28.

[3] 呂振梅.電流互感器常見故障處理[J].通訊世界，2015（10）：100-101.

[4] 王維儉.發(fā)電機變壓器繼電保護應用[M].北京：中國電力出版社，2005.

[5] DL/T 684—2012，大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則[S].中國：國家能源局，2012.