发电机负序反时限过流保护误动分析

发电机负序反时限过流保护误动分析作者：匿名2008/1/16 12:04336051

渠道：关键词： 0前言

我200MW机组继电保护的正确动作率一直不高，尤其是发电机负序反时限过流保护。据统计，东北、天津、江苏、浙江等地部分机组负序反时限过流保护已发生误动作。很多电厂为了避免麻烦，干脆停用保护，显然不安全。因此，必须找出误操作的原因，才能使保护正常投入运行。

1误操作简介

发电机负序反时限过流保护的误动作行为主要有两种：系统正常运行时发生误动作；输电线路发生不对称故障时，就会发生误操作。在后一种情况下，发生如下情况：一台机组本身正常，其负序逆时限保护动作值为0.14，A值等于6，自动励磁调节装置投入运行。当升压站某短出线二段发生两相短路故障时，由于某种原因全线速动保护未投入运行，发电厂侧断路器将在二段时限内切断故障。线路故障排除后，系统本应恢复正常运行，但机组负序反时限过流保护也相继动作，将机组断开。事后有关人员对保护装置及其二次回路进行了严格检查，未发现问题，说明上述保护动作纯属误操作。

2负序反时限保护动作特性的固有缺陷

内大部分200MW机组都装有整流保护，负序电流滤波器为LH-KH，反向延时由两对RC充电电路实现。继电器运行特性的固有缺陷主要表现如下。(1)在大短路电流下，由于A值小，继电器不能很好地配合输电线路保护。当主变压器高压侧出口发生两相短路时，负序电流一般在2p.u左右，考虑到自动调节励磁装置的非周期分量和快速强励磁的影响，实际值应大于2p.u，具体值视实际情况而定。这里可能估计为2.8p.u，对应动作时间0.75s左右，勉强能配合短线二段保护。另一方面，故障在段时限内排除，I2t不超过发电机允许的A值，所以机组也是安全的。然而，由于裕量小，如果在排除故障时有干扰，继电器很容易发生故障。(2)继电器动作电流小，A值小。从这个意义上说，大型机组的负序反时限过流保护比中型机组灵敏得多。在小干扰下，继电器容易充电。由于模拟转子散热的放电电路时间常数高达100s，充电速度高于放电速度，即使在间歇干扰下，继电器也可能发生故障。

3导致保护误动作的因素

以上述误操作组为例，短出线二段发生两相短路，全线速动保护因故未投入运行。由于线路短路，段发生两相短路时，负序电流为1.93p.u，故障存在时间为0.6s。由于负序电流滤波器中的无功干式变压器对非周期分量不敏感，假设非周期分量系数为1.15。另外，由于存在强激发的过渡过程，不可能一下子上升到顶值，做了保守估计，将强激发倍数取为1.3。所以i22t=5。换句话说，在线路故障切除时，发电机负序逆时保护来不及出口，但裕量有限。如果故障排除后负序电流滤波器不输出，继电器将通过模拟转子散热的放电电路缓慢放电恢复。众所周知，恢复电压在主变压器和高压厂用干式变压器中都将产生励磁涌流，同时也承载着辅助负荷的启动电流。如果继电器调整好，负序电流滤波器只有在三相对称正序电流的情况下才会没有输出，其他情况下会产生不同程度的输出。很明显，涌流不满足三相对称正序的阈值，流经负序电流滤波器时必然会产生输出电压。由于使继电器开始充电的电压很小，浪涌电流产生的电压使得继电器内部的充电电路在故障排除后继续充电的概率很大，直到跳闸。实验室试验和模拟计算充分证明了这一点。事实上，在第二节的时限内切断线路故障是很少见的。然而，分析表明，即使通过快速保护消除线路故障，负序反时限保护也可能在一定阈值下失灵。此外，自动励磁调节器的自激振荡和一次设备的铁磁谐振引起的间歇性涌入电流，也可能由于其快速充电和慢速放电的特性而导致继电器误动作。 #p#分页标题#e#

4结束语

(1)1)200 MW以上大型机组负序逆时保护存在缺陷，需要在理论和实践上进一步研究。(2)应努力维护电厂出口输电线路特别是短线路的全线速动保护，以保证任何情况下线路故障的快速切除。(3)自动励磁调节器应仔细调试，放大器放大倍数的设置应适当，以保证装置不会因外部干扰而引起自激振荡。