发电机低压过流保护的动作分析

发电机低压过流保护的动作分析

罗显明熊田李柏彦

（四川嘉陵江金溪航电开发有限公司四川南充637861）

摘要：针对某水电厂2G励磁系统故障，导致发变组低压记忆过流保护动作，跳1号主变的事故，详细分析了发电机记忆过流保护的动作行为，结合当前扩大单元接线方式的发变组保护，对发电机低压记忆过流保护跳主变高压侧增加的闭锁措施进行了说明。

关键词：低压过流；记忆过流；动作分析

前言

常见的自并励接线发电机的后备过流保护一般设置有电流记忆功能。这是因为当短路点靠近发电机机端时，发电机电压下降，导致励磁电流减小，进一步导致发电机电压下降，使得短路电流衰减变小，故障电流在过流保护动作出口前可能已小于过流定值，过流保护提前返回导致保护拒动。因此，过流保护启动后，过流元件需带记忆功能，使保护能可靠动作出口。

1事故案例

某水电厂，2G励磁系统整流柜故障，该整流柜退出运行，导致发变组保护低压记忆过流保护动作出口，跳#1主变高压侧断路器201DL。

1.1电站主接线

该电站为4×37.5MW贯流式水轮发电机组，采用两台机组共用一台主变压器并入220kV母线，220kV系统采用GIS组合电器，接线方式为单母线，经单回线路并入220kV系统。

⑵定值整定

发电机低压记忆过流保护I段动作电流Iop按躲过发电机额定电流整定，整定值为5.0A。低压过流保护I段时间t1按与220kV线路相间后备保护最长时间tlmax配合(或躲过系统振荡延时)，整定t11=tlmax＋0.5s=2.5s。过流保护I段经发电机低电压闭锁投入，低电压定值75V，带电流记忆功能。

2事故经过

2012年7月7日23:21:57.0.0ms，电站监控系统报2G励磁系统故障，23:21:57.053ms报2G励磁系统强励动作，23:21:57.416ms2G有功为48.85MW,无功进相-37.35MVar，23:21:57.420ms2G发电机（励磁变）保护中失磁保护动作，跳开2G出口断路器2DL，甩负荷48MW，23:21:59.667ms2G发电机（励磁变）保护中低压记忆过流保护Ⅰ段动作，跳开1#主变高压侧断路器201DL，2G甩负荷48MW。

3事故分析及处理

3.1事故分析

发电机低压过流为内部及区外短路故障的后备保护，由于自并励发电机机端发生三相短路时，电流衰减比较快，但后备保护的时间比较长，可能在保护动作前，故障电流就已消失，因此《GB14285-2006继电保护技术规程》指出，在自并励发电机时，应采用带记忆功能的低压过流保护，以保证该后备保护的可靠动作。

从故障经过分析，此次主变跳闸的主要原因是由于2号机组励磁系统故障，当发电机（励磁变）失磁后，为维持机端电压机组进相运行，从系统吸收大量无功，此时机端过流并开放了低压记忆过流保护中的过流记忆元件；在失磁保护动作出口后，机组出口断路器跳开，低压元件已经满足，由于过流保护I段延时较短，记忆时间仍未返回，因而低压记忆过流保护Ⅰ段经延时t1动作，跳开了远端断路器。

3.2解决方案

⑴修改定值

取消发电机记忆过流保护跳主变高压侧断路器的出口方式。发电机记忆过流保护动作对跳主变高压侧断路器的作用在于发生线路出线故障或者母线故障时，在线路和母线保护拒动的情况下，由低压记忆过流保护作为后备保护动作，缩小故障范围。实际上由于目前220kV及以上的线路和母线都配置了双重化快速主保护，当单母线故障时，双重化的母差保护完全可以在第1时限由单母线小差动作，实现故障隔离，母线保护不要求用发电机记忆过流保护做后备。即使必须使用系统远后备保护，也应该采用不带电流记忆功能的主变相间后备保护。

综合考虑，原定值中发电机记忆过流Ⅰ段作为系统远后备保护跳主变高压侧断路器的出口方式利少弊多，改为机组解列灭磁或全停。

⑵修改逻辑

此次记忆过流保护动作行为完全符合厂家低压记忆过流保护逻辑，应该属于正确动作。显然，原逻辑主要是防止自并励机组靠近机端发生短路时，故障电流会衰减，导致过流保护无法动作的问题，并没有考虑到机组失磁进相运行等问题。因此，由厂家修改了保护程序，在发电机过流I段保护中加入经机组出口断路器状态闭锁的逻辑。当发电机失磁保护动作，断路器跳开后，发电机低压记忆过流保护将不再动作。

结束语

⑴鉴于目前发变组保护和220kV以上母线保护均已实现双重化主保护，可考虑不再设置后备保护。

⑵如果要设置后备保护，应着重考虑防止其误动，其原理应尽量简单，保护出口范围应尽可能小。

⑶发电机低压记忆过流保护不宜作为系统远后备保护，可作为发电机变压器组后备保护，出口应只跳本机组相关断路器。

参考文献

[1]国家经济贸易委员会.DL/T684—1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则[S].北京:中国电力出版社，1999.

[2]路进升，张长彦，闫学广，等.自并励发电机相间短路电流计算及保护配置和动作行为分析[J].电力系统保护与控制，2009，33(13):64-67.

[3]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用(第二版)[M].北京:中国电力出版社，2002:98-99.

[4]王维俭，桂林，唐起超.主设备后备阻抗保护反应绕组短路的灵敏度分析[J].电力自动化设备，2003，23(9):1-5.

[5]王维俭，桂林.大型发电机变压器保护技术的现状剖析和发展动向[J].电力设备，2003，4(5):15-18.

[6]《DGT801系列数字式发电机变压器组保护装置技术说明书》.国电南自.