電壓互感器二次反充電造成發(fā)電機掉閘探討

        摘 要：電壓互感器二次反充電會使運行中的保護裝置失去交流電壓，造成保護的誤動或拒動，某發(fā)電廠發(fā)生一起由于電壓互感器二次反充電造成保護動作發(fā)電機掉閘的事件。分析這一事件的原因，比較兩種失磁保護原理的優(yōu)劣，提出改進發(fā)電廠廠用電備自投回路的方案。

　　1 系統(tǒng)及運行方式說明

　　系統(tǒng)為220KV系統(tǒng)，正常運行方式下，#01啟備變作為#1、#2機廠用電備用電源，#02啟備變作為#3、#4機廠用電備用電源，如圖1：

　　 #01、#02啟備變保護采用電磁式繼電器保護，#3機的備自投回路采用繼電器接點聯(lián)瑣回路，YJJ、YZJ-A、YZJ-B作為廠用電備用電源監(jiān)察繼電器;#4機的備自投回路采用DCS[1]快切卡件，它需要取系統(tǒng)A相電壓作為啟備變電壓監(jiān)察判斷量，若系統(tǒng)電壓消失，則快切卡件會閉鎖，#4機的廠用電備自投功能自動退出，而快切卡件所取的系統(tǒng)電壓則是#02啟備變運行于I母時經(jīng)I母刀閘切換(1ZZJ)后或者是運行于III母時經(jīng)III母刀閘切換(2ZZJ)后的系統(tǒng)電壓，如圖2：

圖中1G為262 I母刀閘，2G為262 III母刀閘，+KM、-KM為262開關(guān)控制回路電源。因此在#02啟備變轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)前應(yīng)將1ZZJ(為#4機快切卡提供I母線系統(tǒng)電壓)用紙片墊住，同時將繼電器YZJ-A、YZJ-B(供#3機廠用電備用電源監(jiān)察使用) 用紙片墊住，以保證運行人員操作#01啟備變作為#3、#4機廠用電備用電源時的備自投回路暢通。選擇墊1ZZJ而不墊2ZZJ是因為在#02啟備變送電前可能需要騰空III母，利用母聯(lián)3開關(guān)串代262開關(guān)對其進行充電和電流二次回路相量測試。

　　2 事件經(jīng)過

　　2005年4月25日，#02啟備變高壓側(cè)262開關(guān)大修結(jié)束，由于此次大修更換了三相SF6 CT，因此#02啟備變在轉(zhuǎn)為熱備用前需騰空III母，用母聯(lián)3開關(guān)串帶262開關(guān)測相量。在運行人員騰空III母后合上262 III母刀閘的同時，運行于I母的#1發(fā)電機掉閘，檢查#1發(fā)變組保護屏有“失磁t1”保護動作信號。

　　3 原因分析

　　這是一起由于電壓互感器二次反充電造成保護動作的事件。通過電壓互感器二次向不帶電的母線充電稱為反充電，對于220KV電壓互感器，變比為220/0.1，停電的一次母線(III母)即使未接地，其阻抗(包括母線電容及絕緣電阻)雖然較大，假定為1MΩ，但從電壓互感器二次側(cè)看到的阻抗只有1000000/(2200)2≈0.2Ω，近乎短路，故反沖電流較大(反沖電流主要決定于電纜電阻及兩個互感器的漏抗)，將造成運行中的電壓互感器二次側(cè)小開關(guān)跳開或熔斷器熔斷。在#02啟備變停電前，將I母電壓切換繼電器1ZZJ用紙片墊住，在運行人員合262 III母刀閘前將紙片取下，但是1ZZJ繼電器機構(gòu)卡澀，閉合的接點并沒有打開，運行人員合上262III母刀閘后III母電壓切換繼電器2ZZJ動作吸合，通過繼電器1ZZJ和2ZZJ將I母二次電壓和III母二次電壓并列，I母二次電壓通過III母PT二次向不帶電的III母反充電，造成I母PT二次小開關(guān)跳開，220KV母線電壓波動，此時運行于I母的#1發(fā)電機運行狀態(tài)為：有功205MW、無功21Mvar、轉(zhuǎn)子電壓224V，系統(tǒng)電壓和轉(zhuǎn)子電壓均低于#1發(fā)變組保護裝置(南自WFBZ-01)中失磁保護低電壓整定值，如圖3。

　　 此原理中系統(tǒng)電壓沒有TV斷線判據(jù)，而且系統(tǒng)電壓低，整定值沒有設(shè)置門檻值，因此TV斷線時保護裝置可能會認(rèn)為是系統(tǒng)電壓低，此時#1發(fā)電機所發(fā)無功較少，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子電壓較低，圖中可以看出，系統(tǒng)電壓低與轉(zhuǎn)子電壓低滿足失磁t1保護的條件，加之失磁保護整定值Kf[2]=0.35偏低，造成#1發(fā)電機解列。

　　4 整改措施

　　#1發(fā)電機掉閘是由于WFBZ-01發(fā)變組保護裝置失磁t1保護邏輯和整定值Kf的不合理造成的，為了設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，依據(jù)《華北電網(wǎng)調(diào)度管理規(guī)程》，及時對Kf進行重新整定(Kf=0.828)，并聯(lián)系南自公司改進了失磁保護原理，如圖4：

　　新的失磁保護原理更趨于合理，無論機端電壓低還是轉(zhuǎn)子電壓低必須同時滿足阻抗圓判據(jù)保護才可以動作，并設(shè)置機端電壓TV斷線條件閉鎖，避免由于TV斷線而導(dǎo)致保護誤作。

         5 結(jié)束語

　　在啟備變轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)前，需要人為地將監(jiān)視系統(tǒng)電壓的繼電器用紙片墊住，本身就存在一定的不安全因素，可能存在不了解繼電保護二次回路的運行人員操作順序不合理、繼電器機構(gòu)卡澀、繼電器接點特性不良等情況，由此引發(fā)電壓互感器二次反充電等不安全事件，甚至?xí)�影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此對于繼電保護人員來說，應(yīng)該盡可能完善二次回路，筆者認(rèn)為：備自投回路的YZJ-A、YZJ-B繼電器接點可并接一聯(lián)片，在啟備變停電斷開母線側(cè)刀閘前將此聯(lián)片投入即可，不需要再用紙墊繼電器，啟備變轉(zhuǎn)為熱備用狀態(tài)后將此聯(lián)片打開，此方法應(yīng)較為安全可靠，不存在繼電器接點氧化嚴(yán)重或簧片變形等問題影響備自投回路的弊端。至于1ZZJ或2ZZJ由于要進行系統(tǒng)電壓切換，因此只能依靠制定正確的操作票、運行人員和繼電保護人員的良好配合、墊繼電器后及取下墊繼電器的紙片后對回路的認(rèn)真檢查并制定處理切換繼電器同時動作的專用運行規(guī)程來保證安全。