張利

摘 要：發(fā)變組保護(hù)裝置在發(fā)電廠中屬于十分重要的設(shè)備，一旦一次設(shè)備出現(xiàn)故障，或異常狀態(tài)種時(shí)，保護(hù)裝置將迅速動(dòng)作跳開開關(guān)隔離故障，以維護(hù)電廠穩(wěn)定運(yùn)行。相對(duì)于主網(wǎng)，發(fā)電廠內(nèi)部的發(fā)電機(jī)以及變壓器配置的保護(hù)裝更多，保護(hù)原理更加復(fù)雜。電源端的發(fā)電機(jī)-變壓器組，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)發(fā)生各種異常狀況，比如出現(xiàn)過負(fù)荷、短路故障等，都是誘發(fā)事故的因素。本文對(duì)發(fā)電廠內(nèi)部發(fā)電機(jī)-變壓器組幾種重要保護(hù)的校驗(yàn)過程進(jìn)行了闡述，從細(xì)節(jié)上提出了校驗(yàn)過程中應(yīng)當(dāng)注意的幾點(diǎn)問題，以給發(fā)電廠工作人員在日常的維護(hù)工作作為參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；發(fā)變組；差動(dòng)保護(hù)；過激磁保護(hù)；定子接地保護(hù)；逆功率保護(hù)

緒論

發(fā)電機(jī)-變壓器組在發(fā)電過程中，保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的各種故障做出迅速的判斷，及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，或者保護(hù)動(dòng)作跳開斷路器將故障隔離，這對(duì)保障電廠設(shè)備及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。在對(duì)這些繼電保護(hù)裝置開展校驗(yàn)時(shí)，工作人員必須對(duì)發(fā)電機(jī)-變壓器組的各種保護(hù)原理及其校驗(yàn)方法理解透徹。本文對(duì)發(fā)變組保護(hù)中的幾個(gè)重要保護(hù)原理及其在校驗(yàn)過程中，應(yīng)當(dāng)重視的幾點(diǎn)問題進(jìn)行了闡述和分析。

發(fā)電機(jī)比率差動(dòng)保護(hù)校驗(yàn)

發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)屬于發(fā)電機(jī)的主保護(hù)，其保護(hù)原理是通過將機(jī)端CT以及發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)CT二次電流的大小、相位進(jìn)行比較，計(jì)算出差流來實(shí)現(xiàn)。（1）差流越限告警的校驗(yàn)。如果測(cè)得的差動(dòng)電流值大于啟動(dòng)電流的1/3時(shí)，代表發(fā)電機(jī)的差動(dòng)回路出現(xiàn)了異常狀態(tài)，應(yīng)立即發(fā)出告警信號(hào)，通知電廠運(yùn)行人員對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體的校驗(yàn)方法是，在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)以及發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)當(dāng)中一側(cè)，用繼保儀通入電流，當(dāng)通入電流的大小大于繼保裝置整定的啟動(dòng)電流的1/3之后，發(fā)出差流越限告警信號(hào)。（2）比率制動(dòng)特性的校驗(yàn)。使用繼保儀在發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)的任意兩相施加電壓（如AB相），電壓的大小是使得其負(fù)序電壓大于保護(hù)裝置定值，然后在發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)任意一相施加電流，電流的角度為O度，在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)同一相施加對(duì)應(yīng)的反向電流，電流的角度為18O度。則該狀態(tài)的差流大小為兩側(cè)電流數(shù)值絕對(duì)值的差，制動(dòng)電流的大小為兩側(cè)電流數(shù)值絕對(duì)值的和再除以二。保持其中一側(cè)電流的大小、相位不變，逐漸增加或降低另一側(cè)電流的大小，當(dāng)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，將此時(shí)兩側(cè)電流的大小記錄下來，并即將其差動(dòng)電流及制動(dòng)電流計(jì)算出來，由這些數(shù)據(jù)得出制動(dòng)系數(shù)。該數(shù)據(jù)應(yīng)多做幾組，其中，一組數(shù)據(jù)為最小動(dòng)作電流，一組數(shù)據(jù)為靠近拐點(diǎn)前后的兩點(diǎn)，一組數(shù)據(jù)應(yīng)遠(yuǎn)離拐點(diǎn)。對(duì)這些數(shù)據(jù)與保護(hù)裝置比率制動(dòng)特性進(jìn)行比較，檢驗(yàn)保護(hù)制動(dòng)特性及其拐點(diǎn)值與保護(hù)裝置的整定值相符。（3）速斷特性的校驗(yàn)。使用繼保儀在發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)或中性點(diǎn)側(cè)的某一相施加電流，不用施加電壓。如果差流的大小小于速斷定值，則保護(hù)裝置發(fā)出CT斷線告警信號(hào)。使用繼保儀增加電流大小，當(dāng)差流大小大于保護(hù)裝置速斷定值時(shí)，發(fā)電機(jī)的差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作出口?；蛘呤峭ㄟ^改變整定值，將拐點(diǎn)電流變小、啟動(dòng)電流變大，使得當(dāng)前制動(dòng)區(qū)變大，然后使用繼保儀在發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)或者是中性點(diǎn)側(cè)在任一相施加單相電流，并施加負(fù)序電壓，在確保保護(hù)的差動(dòng)電流處于制動(dòng)的狀態(tài)下，然后增加電流的幅值，當(dāng)差流超過保護(hù)裝置速斷定值后，發(fā)電機(jī)的差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作。如果不施加負(fù)序電壓的話，就需要在發(fā)電機(jī)的機(jī)端側(cè)其中一相，突加1.5倍IS電流，保護(hù)裝置將動(dòng)作。試驗(yàn)完成后，將動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行記錄。

3 變壓器比率差動(dòng)保護(hù)的校驗(yàn)

（1）差流越限告警信號(hào)的校驗(yàn)。如果CT測(cè)得的差流大于保護(hù)裝置整定的啟動(dòng)電流值的1/3時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出告警信號(hào)。其校驗(yàn)方法為，在高廠變高壓側(cè)、發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)、主變高壓側(cè)的任一側(cè)的任一相中施加電流，當(dāng)施加的電流大于整定值，保護(hù)裝置發(fā)出差流越限告警信號(hào)。（2）比率制動(dòng)特性的校驗(yàn)。在變壓器高中兩側(cè)施加三相電流，相位相反；或者是在變壓器高低兩側(cè)施加三相電流時(shí)，低壓側(cè)電流相位滯后高壓側(cè)相位150度，此時(shí)兩側(cè)功率平衡，差動(dòng)保護(hù)不會(huì)出口。降低其中一側(cè)電流，直到差動(dòng)保護(hù)出口。記錄兩側(cè)電流值，計(jì)算出此時(shí)的差動(dòng)電流Id大小及制動(dòng)電流Iz大小，然后根據(jù)Id及Iz計(jì)算出制動(dòng)系數(shù)。該數(shù)據(jù)應(yīng)多做幾組，其中，一組數(shù)據(jù)為最小動(dòng)作電流，一組數(shù)據(jù)為靠近拐點(diǎn)前后的兩點(diǎn)，一組數(shù)據(jù)應(yīng)遠(yuǎn)離拐點(diǎn)。對(duì)這些數(shù)據(jù)與保護(hù)裝置比率制動(dòng)特性進(jìn)行比較，檢驗(yàn)保護(hù)制動(dòng)特性及其拐點(diǎn)值與保護(hù)裝置的整定值相符。（3）速斷特性測(cè)試。將比率制動(dòng)系數(shù)Kz整定成1.5，降低拐點(diǎn)電流的同時(shí)加大啟動(dòng)電流值，以增大制動(dòng)區(qū)，在任一側(cè)加單相電流使其處于制動(dòng)狀態(tài)。然后持續(xù)增加電流幅值，當(dāng)差流值超過速斷定值時(shí)，變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開斷路器，記錄動(dòng)作時(shí)間。

4 過激磁保護(hù)檢驗(yàn)

（1）定時(shí)限過激磁保護(hù)檢驗(yàn)。在電壓端子施加額定電壓并降低頻率，直到過激磁保護(hù)動(dòng)作，記錄頻率值及時(shí)間，計(jì)算出過激磁倍數(shù)。然后固定頻率為50Hz，增大電壓幅值使保護(hù)動(dòng)作，記錄此時(shí)的電壓值及動(dòng)作時(shí)間，根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算出過激磁數(shù)，與定值進(jìn)行比較。對(duì)于過激磁倍數(shù)，其誤差在±2.5%定值以內(nèi)，其延時(shí)定值誤差應(yīng)在±1%定值以內(nèi)。（2）反時(shí)限過激磁保護(hù)檢驗(yàn)。在電壓端子突然四家電壓，使其滿足反時(shí)限過激磁倍數(shù)。反時(shí)限過激磁保護(hù)動(dòng)作，記錄保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、啟動(dòng)值以及返回值。并測(cè)試反時(shí)限特性曲線，測(cè)試值應(yīng)當(dāng)與計(jì)算值接近，其延時(shí)定值誤差應(yīng)在±1%定值以內(nèi)。

5 發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)校驗(yàn)

定子發(fā)生接地故障后，故障點(diǎn)形成電弧會(huì)破壞絕緣與鐵芯，甚至可能發(fā)展成匝間或相間短路。因此發(fā)電機(jī)需要配置高靈敏度的接地保護(hù)。發(fā)電機(jī)3W定子接地保護(hù)的校驗(yàn)，在機(jī)端和中性點(diǎn)的電壓通道分別施加三次諧波電壓，整定K1、K2使得保護(hù)動(dòng)作值應(yīng)接近于零。然后模擬接地故障，在機(jī)端和中性點(diǎn)分別加入三次諧波電壓，整定K3使保護(hù)動(dòng)作值略大于制動(dòng)值，并將K3寫入裝置。最后在發(fā)電機(jī)的機(jī)端TV開口三角電壓側(cè)，施加1.5倍三次諧波定值電壓，定子接地保護(hù)動(dòng)作并記錄動(dòng)作時(shí)間。

6 總結(jié)

發(fā)電機(jī)-變壓器組的繼電保護(hù)裝置具有多種保護(hù)功能，本文對(duì)其中較為重要的差動(dòng)保護(hù)、過激磁保護(hù)、定子接地保護(hù)、發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)等功能的校驗(yàn)要點(diǎn)進(jìn)行了介紹，這對(duì)發(fā)電廠二次設(shè)備的維護(hù)工作具有指導(dǎo)意義。

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