崔敏　梁爽　洪瑜　黃強(qiáng)

（許繼電氣股份有限公司，河南　許昌　461000）

一起大型機(jī)組逆功率保護(hù)動(dòng)作

崔敏梁爽洪瑜黃強(qiáng)

（許繼電氣股份有限公司，河南許昌461000）

本文介紹某大型機(jī)組在升壓?jiǎn)?dòng)試驗(yàn)中逆功率保護(hù)t1發(fā)信號(hào)。通過對(duì)該事件進(jìn)行分析，結(jié)合保護(hù)錄波數(shù)據(jù)對(duì)該保護(hù)的計(jì)算方法進(jìn)行推導(dǎo)，提出采用2相CT測(cè)量功率的改進(jìn)算法，此算法對(duì)功率保護(hù)的應(yīng)用有一定的借鑒意義。

發(fā)電機(jī)；逆功率保護(hù)；直流偏磁

逆功率保護(hù)作為發(fā)電機(jī)出現(xiàn)有功功率倒送，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行異常工況時(shí)的保護(hù)。當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù)動(dòng)作，可動(dòng)作于發(fā)信號(hào)或動(dòng)作于跳閘［1，2］。

1　保護(hù)動(dòng)作情況及相關(guān)參數(shù)

1.1事故簡(jiǎn)介

機(jī)組在升壓?jiǎn)?dòng)試驗(yàn)過程中發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)t1動(dòng)作，發(fā)逆功率保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。

1.2逆功率保護(hù)動(dòng)作報(bào)告

機(jī)端UCA，97.76∠161V；機(jī)端ICA，0.097∠43A；有功功率-4.59W。

1.3逆功率保護(hù)定值

動(dòng)作功率3.50W，t1延時(shí)3s，t2延時(shí)5s。

1.4逆功率保護(hù)原理

逆功率保護(hù)反應(yīng)發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收有功功率的大小。電壓取自發(fā)電機(jī)機(jī)端TV，電流取自發(fā)電機(jī)機(jī)端TA。保護(hù)按A、C相電流2相接線，有功功率計(jì)算公式為：

式（1），中φCA為電壓UCA超前電流ICA的角度。

動(dòng)作判據(jù)為：P+Pset＜0（2）

式（2）中，Pset為逆功率保護(hù)動(dòng)作整定值。

保護(hù)設(shè)有2段延時(shí)，短延時(shí)t1用于發(fā)信號(hào)，長(zhǎng)延時(shí)t2可用于跳閘。

2　故障錄波分析

2.1機(jī)組故障錄波分析

機(jī)組故障錄波：機(jī)端電壓、電流波形的數(shù)據(jù)，如圖1所示。

圖1　機(jī)組故障錄波圖

從圖1中可以看出，機(jī)端電壓處于對(duì)稱狀態(tài)，機(jī)端電流類似變壓器空投勵(lì)磁涌流波形，波形偏向時(shí)間軸一側(cè)，并且有間斷角，A相電流相對(duì)比較小（0.019A），B、C相電流相對(duì)比較大（0.09A），三相電流不對(duì)稱。在發(fā)電機(jī)機(jī)端斷路器合上，加勵(lì)磁升壓時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)用戶反應(yīng)試驗(yàn)過程中，主變回路存在直流偏磁分量，這個(gè)直流偏磁分量容易造成主變磁通飽和，造成主變勵(lì)磁電流增大，即出現(xiàn)錄波所示的機(jī)端三相電流。

政府部門宜進(jìn)一步推動(dòng)對(duì)“河長(zhǎng)制”相關(guān)信息公開建設(shè)的規(guī)范化工作的落實(shí)，加大“河長(zhǎng)制”信息建設(shè)投入，盡快理清河流水系對(duì)應(yīng)的行政區(qū)劃和上下級(jí)河長(zhǎng)。同時(shí)，規(guī)劃制度實(shí)施目標(biāo)、時(shí)間進(jìn)度、完成指標(biāo)等必要信息在政府政務(wù)信息公開門戶上的定期定時(shí)公開，保證社會(huì)公眾對(duì)制度實(shí)施相關(guān)情況的知情與監(jiān)督，確保“河長(zhǎng)制”工作的更加有效的開展。

由于逆功率保護(hù)對(duì)測(cè)量回路精度有很高的要求，因此逆功率保護(hù)在保護(hù)裝置測(cè)量回路中專門設(shè)置高精度測(cè)量電流互感器。

逆功率保護(hù)一般采用3相電壓、電流計(jì)算，有功功率的計(jì)算公式為：

式（3）中，φA為電壓UA超前電流IA的角度，φB為電壓UB超前電流IB的角度，φC為電壓UC超前電流IC的角度。

采用公式（3）計(jì)算此錄波數(shù)據(jù)的功率大小如圖2所示（瞬時(shí)值）。

圖2　采用公式（3）計(jì)算的功率

圖2中A相有功功率大小基本為0；B相有功功率大于0；C相有功功率小于0，其絕對(duì)值小于B相有功功率；三相功率為A相、B相、C相的有功功率之和，從圖2中可以看出總的有功功率是大于0。

由于現(xiàn)場(chǎng)該發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)采用2相電流計(jì)算，計(jì)算公式為式（1）。采用公式（1）計(jì)算的有功功率大小如圖3所示，可以看出公式（1）計(jì)算的功率值為負(fù)功率。

圖3　采用公式（1）計(jì)算的功率

在對(duì)稱情況下，采用公式（1）計(jì)算的功率三相有功功率與公式（3）相同，但當(dāng)三相電流、電壓不對(duì)稱時(shí)，采用公式（1）計(jì)算的有功功率會(huì)有比較大的誤差，甚至出現(xiàn)負(fù)功率。正是由于這個(gè)原因?qū)е略跈C(jī)組啟動(dòng)過程，主變出現(xiàn)直流偏磁情況，變壓器勵(lì)磁電流增大，機(jī)端三相電流不對(duì)稱，容易導(dǎo)致逆功率保護(hù)啟動(dòng)或動(dòng)作。

通過上述分析，綜述如下：正常對(duì)稱情況下，公式（1）與公式（3）計(jì)算的有功功率一致；機(jī)組啟動(dòng)過程，主變出現(xiàn)直流偏磁情況，變壓器勵(lì)磁電流增大，機(jī)端三相電流類似勵(lì)磁涌流波形，該波形不對(duì)稱，且存在比較大的間斷角，由于波形的不完整易導(dǎo)致計(jì)算出負(fù)功率，如圖2中C相功率。由于勵(lì)磁電流的波形、量值大小和間斷角受多種因素影響，各相功率都有出現(xiàn)負(fù)功率的可能。在機(jī)端電流或電壓不對(duì)稱情況下，采用公式（1）計(jì)算的有功功率相對(duì)公式（3）計(jì)算的有功功率會(huì)出現(xiàn)比較大的誤差，甚至出現(xiàn)負(fù)功率。

3　解決措施

在2相測(cè)量CT的情況下，優(yōu)化有功功率計(jì)算公式。將有功功率計(jì)算公式由式（1）改為

推到如下：

可見公式（4）與公式（3）是完全等價(jià)的。

4　結(jié)論與建議

根據(jù)上述分析，逆功率保護(hù)在2相CT的情況下，功率計(jì)算采用公式（1）時(shí)，在某些特殊工況下，計(jì)算會(huì)有較大誤差。采用公式（4）時(shí)，根據(jù)理論推導(dǎo)和仿真計(jì)算，保護(hù)性能和公式（3）一致，完全滿足發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的性能要求。實(shí)際工程應(yīng)用中，2相CT測(cè)量功率的應(yīng)用比較常見，希望此算法對(duì)工程應(yīng)用有一定的借鑒作用。

［1］王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)電力出版社出版，2002.

［2］GB/T 14285-2006.繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程［S］.

A Reverse Power Protection Action of a Large Generator

Cui MinLiang ShuangHong YuHuang Qiang
（XJ Electric.Co.Ltd.，Xuchang Henan 461000）

This paper described that the reverse power protection emerged a signal through t1 of a large generator in booster step-up starting test.Through the analysis of the event，the calculation method of the protection was deduced based on the protection of the recorded data，and an improved algorithm of measuring power of two phase CT was proposed.This algorithm could be used for the application of power protection.

generator；reverse power protection；DC magnetic bias

TM31

A

1003-5168（2016）06-0130-02

2016-05-08

崔敏（1988-），男，本科，助理工程師，研究方向：發(fā)變組保護(hù)的設(shè)計(jì)及研發(fā)。