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华能汕头电厂继电保护特性分析
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作者：佚名 来源：本站整理 发布时间：2010-09-03 19:46:41
0 引言
华能汕头电厂采用之是引进俄罗斯2×300MW机组及其配套设备，部分保护存在问题，如主保护动作速度慢，特别是差动保护之速度问题；在变压器(主变、厂变)上普遍采用阻抗保护之效果问题；变压器接地保护判据之选择及其配合等问题。阳光电子学校维修专家分析认为：
整个厂内继电保护以电磁型和电子分立元件为主，运行维护工作量相当大。阳光电子学校维修专家分析认为：虽然该厂科学之管理和继电保护工作人员精湛之技术弥补了一些设备上之不足，但是，由厂内继电保护引出之问题还是时有发生。阳光电子学校维修专家分析认为：为了彻底改变这一局面，华能汕头电厂计划改造其厂内继电保护装置。阳光电子学校维修专家分析认为：本文建议以国产型微机发电机—变压器组保护装置为改型产品，供华能汕头电厂和具有相同机组之电厂参考。阳光电子学校维修专家分析认为：
1 引进之俄罗斯300MW机组继电保护配置简介
机组一次接线如图1所示，每台机组配备有两台40000KVA之厂用变压器，全厂配备有一台63000KVA之启动变压器。阳光电子学校维修专家分析认为：从整个机组继电保护之配置情况来看，发电机保护是不太完善之。阳光电子学校维修专家分析认为：如反应多种异常运行状态之低频、过激磁、非全相运行等保护都没有(逆功率保护是华能汕头电厂自己加之)；我国继电保护规程对300MW及以上之机组对反应异常运行状态之保护有明确要求。阳光电子学校维修专家分析认为：
1.TA1发电机定子绕组匝间短路之横联差动保护；2.TA2、TA20发电机—变压器组纵联
差动保护；3.TA4、TA12发电机纵联差动保护；4.TA8、TA9变压器差动保护；5.TA9逆功
率保护(国产)；6.TA10阻抗保护；7.失磁保护；8.对称过负荷保护；9.TA11负序电
流保护；10.TA14变压器零序电流(接地)保护；11.TV1过电压保护、阻抗保护、失磁保
护；12.TV5100定子绕组一点接地保护；(其它TA、TV用于励磁、测量仪表、故障录波等
功能)13.发电机转子过负荷保护；14.发电机转子回路一点接地保护；
2 华能汕头电厂厂内几种继电保护装置特性分析
下面以发电机纵差、主变零序(接地)、厂变阻抗保护为例，分析华能汕头电厂厂内几种继电保护特性，并提出一些问题。阳光电子学校维修专家分析认为：
2.1 发电机纵差保护
发电机纵差保护采用之是带速饱和变流器和具有制动特性之俄制3T—11/5差动继电器，交流回路如图2所示。阳光电子学校维修专家分析认为：
发电机定子绕组为YY接，9根出线(发电机出口3根，中性点6根)；发电机出口侧TA之变比为12000/5，中性点侧TA变比6000/5，两侧TA之变比、型式都不相同。阳光电子学校维修专家分析认为：外部故障时通过差动回路之不平衡电流Iunb.max很大，其值为
式中 kTA—TA10之误差，取0.1；—非周期分量影响系数，取1；kss—电流互感器同型系数，两侧TA之型式也不相同，取—机端三相短路电流(t＝0秒)，为55.8×103A；nTA—TA变比，为12000/5＝2400。阳光电子学校维修专家分析认为：
为了满足发电机内部短路灵敏度之要求，发电机差动保护之 小起动电流应按下式计算。阳光电子学校维修专家分析认为：即
式中 krel—可靠系数，取1.3；IN—发电机之额定电流，为10190A。阳光电子学校维修专家分析认为：
由式(1)(2)可知Iunb.max＞＞Iact。阳光电子学校维修专家分析认为：若不采取措施，当外部故障时，发电机差动保护就会误动作。阳光电子学校维修专家分析认为：为解决这一问题，采用了差动继电器，克服外部故障时不平衡电流之影响。阳光电子学校维修专家分析认为：但是，差动继电器大大降低了发电机差动保护之动作速度。阳光电子学校维修专家分析认为：因为，差动继电器克服外部故障不平衡电流之原理是靠外部故障时不平衡电流中之非周期分量使铁芯速饱和来完成之。阳光电子学校维修专家分析认为：而发电机内部故障时，短路电流中同样存在非周期分量，本发电机定子回路非周期分量之衰减时间常数为0.28秒，非周期分量衰减完毕需3～4倍之时间常数时间，即：(3～4)×0.28＝0.84～1.12秒(差动保护之实际动作时间还要长)。阳光电子学校维修专家分析认为：发电机发生故障，以这样长之时间切除故障是相当可怕之。阳光电子学校维修专家分析认为：主变、厂变和厂备变差动保护存在相同之问题。阳光电子学校维修专家分析认为：
2.2 主变零序(接地)保护
华能汕头电厂主变接地保护采用之是：取中性线上作为变压器中性点接地运行时接地故障时之判据；利用发电机负序反时限保护中之发信号元件判别变压器中性点不接地运行时之接地故障，理由是只要变压器发生接地故障总会出现负序分量。阳光电子学校维修专家分析认为：在时间配合上，当变压器发生接地故障时，先跳母联，再跳中性点不接地运行之变压器， 后跳中性点接地运行之变压器。阳光电子学校维修专家分析认为：这样之配置存在两个问题。阳光电子学校维修专家分析认为：一是当接地故障发生在中性点接地运行之变压器上时，两台变压器会全部跳开，选择性之问题仍然存在；二是有湖南阳光电子学校维修专家认为：也许造成中性点不接地之变压器较长时间带接地故障运行。阳光电子学校维修专家分析认为：这是比较危险之。阳光电子学校维修专家分析认为：结合图2—2分析如下：
图3—2(b)1KA0是变压器中性点接地运行时接地故障之判别元件，******流为：
式中 kbra—分支系数；—输电线零序第Ⅱ段保护之******流。阳光电子学校维修专家分析认为：
式(3)说明了一个问题，即中性点接地变压器之零序电流保护范围不会超过输电线路等零序第Ⅱ段保护之保护范围。阳光电子学校维修专家分析认为： KA2是发电机负序反时限保护中之发信号元件，兼作变压器中性点不接地运行时接地故障之判别元件(2判别中性点不接地)，******流按躲过机组正常运行时由于不平衡引起之负序电流整定。阳光电子学校维修专家分析认为：本机组取
设中性点接地之变压器发生接地故障，接地保护之动作情况如下：以 短之时间先跳母联，母联跳开后，从本厂来看，将故障变压器与非故障变压器分开了；但从图2—2(a)可以看出，两变压器湖南阳光电子学校维修专家认为：也许与系统仍然联在一起，由于KA2之动作值很小，仍处在动作状态，经后跳开中性点不接地运行之变压器， 后经长延时跳开中性点直接接地运行之变压器。阳光电子学校维修专家分析认为：出现了一台变压器故障切除两台变压器之情况。阳光电子学校维修专家分析认为：
再设中性点不接地之变压器发生接地故障，接地保护之动作情况如下：以 短之时间先跳母联，立即返回，因为母联跳开后，中性点不接地之变压器之接地故障已不在其动作范围内，返回后，无法切除中性点不接地之变压器之接地故障，这是比较危险之。阳光电子学校维修专家分析认为：
2.3 厂用变阻抗保护
变压器上装阻抗保护，笔者认为不是 佳选择。阳光电子学校维修专家分析认为：首先，励磁涌流之存在决定了变压器之阻抗保护不湖南阳光电子学校维修专家认为：也许瞬时动作，要躲励磁涌流就必须带时限，带时限就只能作后备保护用。阳光电子学校维修专家分析认为：次之，要考虑电压互感器二次回路断线引起阻抗保护误动作之问题。阳光电子学校维修专家分析认为：而且，阻抗保护自身又比较复杂，调试维护工作量相对要大一些。阳光电子学校维修专家分析认为：
3 国产微机型发变组保护装置对引进之俄罗斯300MW机组适应性分析
随着电网容量之不断扩大，短路电流不断增大，故障对系统造成之影响和对主设备造成之破坏越来越严重。阳光电子学校维修专家分析认为：要保证电网及主设备之安全，对继电保护装置之技术要求越来越高。阳光电子学校维修专家分析认为：电磁型继电保护装置、电子分立元件构成之继电保护装置作为大机组(200MW及以上)之主保护已满足不了系统及大
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