安全工程師輔導(dǎo)：發(fā)電機變壓器組高壓斷路器失靈保護(hù)分析1

　　近年來，多次發(fā)生由于發(fā)電機變壓器組高壓側(cè)斷路器一相拉不開，高壓側(cè)單相電流通過變壓器耦合使發(fā)電機非全相運行，在發(fā)電機回路產(chǎn)生較大的負(fù)序電流，造成發(fā)電機轉(zhuǎn)子嚴(yán)重?zé)龎牡氖鹿?。為此，不管發(fā)電廠電氣主接線采用哪種形式，也不管發(fā)電機變壓器組高壓斷路器采用哪種類型，根據(jù)DL400-91《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，按照發(fā)電機變壓器組保護(hù)雙重化和近后備保護(hù)配置原則，在大型單元機組發(fā)電機變壓器組保護(hù)中均配置了失靈保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機變壓器組高壓側(cè)斷路器非全相運行時，失靈保護(hù)動作，跳開母聯(lián)（或分段）斷路器及發(fā)電機變壓器組高壓側(cè)斷路器所連接母線上的所有元件或與之相關(guān)的元件，保護(hù)發(fā)電機的安全。

　　1、發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)存在的問題

　　1.1失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖問題

　　早期的失靈保護(hù)裝置回路沒有復(fù)合電壓閉鎖，失靈保護(hù)經(jīng)常誤動。后經(jīng)改造，在失靈保護(hù)回路加裝了復(fù)合電壓閉鎖，但是隨著機組單機容量的增大，負(fù)序電流對發(fā)電機轉(zhuǎn)子的危害加劇，要求在發(fā)電機變壓器組高壓側(cè)斷路器非全相運行時，盡快解除復(fù)合電壓閉鎖，并且解除發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖的邏輯關(guān)系要求。此項要求在新式的微機失靈保護(hù)裝置中可以很容易滿足，但在早期的失靈保護(hù)中很難滿足，而對早期失靈保護(hù)的改造也確非易事。

　　1.2失靈保護(hù)裝置啟動判據(jù)及邏輯關(guān)系問題

　　早期的失靈保護(hù)裝置啟動判據(jù)是“斷路器保護(hù)動作”和“相電流”組成的“與邏輯”，動作是經(jīng)過一定延時后（時限大于斷路器的跳閘時間與保護(hù)裝置的返回時間之和再加裕度時間），以較短時間跳開母聯(lián)（或分段）斷路器，再經(jīng)一時限跳開所連接母線上的所有有源元件或跳開與之相關(guān)的元件，而按照《“防止電力生產(chǎn)重大事故的25項重點要求”繼電保護(hù)實施細(xì)則》（簡稱《繼電保護(hù)細(xì)則》）的要求，發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)啟動后首先再跳本斷路器一次，所以，早期的失靈保護(hù)不能滿足此反措要求。

　　2、發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)分析

　　2.1失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖元件

　　復(fù)合電壓閉鎖可防止發(fā)電機變壓器組斷路器失靈保護(hù)誤動作。但在發(fā)電機變壓器組某些類型故障時，可能不能引起復(fù)合電壓動作，比如系統(tǒng)母線電壓變化不大，電壓元件沒有反應(yīng)；或非電量保護(hù)動作（如繞組溫度高）等，復(fù)合電壓閉鎖發(fā)揮不了閉鎖作用，反而造成失靈保護(hù)拒動。

　　由于失靈保護(hù)接線的改進(jìn)及微機保護(hù)裝置的應(yīng)用，已經(jīng)取消利用母線復(fù)合電壓作為發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)故障判別元件，而改用負(fù)序電流或零序電流或相電流作為故障判別元件。因此，對新建電廠的發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)采用微機保護(hù)裝置，建議取消發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖；同時，應(yīng)在失靈保護(hù)出口回路增加延時，延時時間應(yīng)稍大于斷路器的跳閘時間與保護(hù)裝置的返回時間加裕度時間之和，以防止某些情況下失靈保護(hù)誤動作。

　　如果不能取消復(fù)合電壓回路，不管發(fā)電機變壓器組高壓斷路器是三相操作機構(gòu)還是分相操作機構(gòu)，應(yīng)借助微機保護(hù)裝置，通過軟件或硬件改造，按照《繼電保護(hù)細(xì)則》之發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)邏輯要求執(zhí)行。如果不能借助微機裝置實現(xiàn)整改的，應(yīng)專門采取切實有效的措施，防止保護(hù)誤動或拒動。

　　如果復(fù)合電壓閉鎖裝設(shè)在各元件的出口跳閘回路中，解除發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖很容易，僅對發(fā)電機變壓器組出口回路改造即可實現(xiàn)；但是如果復(fù)合電壓閉鎖裝設(shè)在失靈保護(hù)控制回路中，解除復(fù)合電壓閉鎖就很困難，需專門利用失靈保護(hù)全部定檢時間進(jìn)行保護(hù)改造或升級來解決此問題。

　　2.2失靈保護(hù)判別元件

　　早期的發(fā)電機變壓器組斷路器失靈保護(hù)判別元件多采用相電流元件，較難選擇電流元件的合適定值。定值較大，在某些故障，如匝間短路時，可能不能保證電流元件的動作，也即斷路器三相失靈時，判別回路不能啟動，失靈保護(hù)拒動；而降低定值，仍難保證任何故障時的靈敏度。如果發(fā)電機變壓器組斷路器采用分相操作的斷路器，采用零序電流繼電器作判別元件，零序電流的靈敏度無問題，能保證失靈保護(hù)的可靠啟動，但如果分相操作斷路器三相失靈時，零序電流判別回路將不能啟動，失靈保護(hù)將拒動。因此，對早期的發(fā)電機變壓器組斷路器不管采用三相還是分相操作機構(gòu)，也不管采用哪種失靈保護(hù)判別元件，都應(yīng)按照《繼電保護(hù)細(xì)則》對發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)的邏輯要求進(jìn)行改造。

　　早期失靈保護(hù)判別元件沒有斷路器非全相判別元件，發(fā)電機變壓器組失靈保護(hù)邏輯增加了斷路器非全相判別元件，非全相判別元件由斷路器3個合閘位置繼電器HWJa，HWJb，HWJC并聯(lián)和3個跳閘位置繼電器TWJa，TWJb，TWJc并聯(lián)再串聯(lián)組成，對采用分相操作的發(fā)電機變壓器組斷路器，發(fā)電機變壓器組保護(hù)設(shè)置了斷路器非全相保護(hù)，非全相保護(hù)和失靈保護(hù)可以共用一套非全相判別元件。

　　2.3失靈保護(hù)啟動元件

　　失靈保護(hù)由故障元件的保護(hù)動作觸點啟動，其起動方式可分為按相啟動和三相啟動，發(fā)電機變壓器組保護(hù)起動方式為三相啟動。

　　發(fā)電機變壓器組保護(hù)中啟動失靈的保護(hù)一般分下列3種情況。

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