LDC-2 型失磁保护误动的情况分析

2013-07-17王德福曲传忠

沈阳工程学院学报（自然科学版） 2013年2期

关键词：失磁断线象限

许鉴，王德福，曲传忠

(1. 沈阳工程学院电气工程系，沈阳110136;2. 太平湾发电厂，辽宁丹东118000;3. 丹东供电公司东港供电分公司，辽宁丹东118300)

1 LDC-2 型失磁保护装置的工作原理

1.1 接线原理

1)DC-2 型低阻抗继电器的简化接线原理如图1所示.

图1 LDC-2 低阻抗继电器接线

2)磁保护直流逻辑回路接线原理如图2 所示.

图2 失磁保护直流逻辑回路接线原理

1.2 LDC-2 低阻抗继电器的原理分析

根据电路原理，该继电器的动作特性方程为

即

该方程的轨迹是以(0，－Rz/K)为圆心，以Rd/K为半径的偏移特性阻抗圆，因Rz/K 为实数，故该圆的圆心在负的R 轴上，如图3 所示.

图3 LDC-2 低阻抗继电器动作特性

由于这一偏移特性的存在，要使该继电器反映发电机进相运行就必须采用90°接线，即取IAUBC的接线方式.

附加说明:在阿城继电器厂关于LDC-2 型低阻抗继电器的出厂说明书中，编者论述该继电器的特性为下抛圆，这一论述是错误的. 对此，通过试验的方法录制其相位阻抗特性圆，图4 即是取XA=0，XB=－15Ω时的实测特性圆，充分说明了它的偏移特性.实测的数据如表1 所示.

图4 LDC-2 低阻抗继电器实测动作特性

表1 相位阻抗特性

2 失磁保护误动情况分析

2.1 失磁保护误动时的现场情况

机组开机并网后带有功50 MW，无功10 MVAR，发电机机端电压10.5 kV，定子电流3.1 kA，当准备甩负荷试验时出现“PT 断线闭锁”信号. 运行值班员到PT 端子箱处检查，在未经测量的情况下误将测量表计用的PT(1YH2)二次B 相熔断器拉开，从而使失磁保护失去电压断线闭锁，发电机失磁保护动作停机甩负荷.

2.2 检查分析过程

将发电机失磁保护停用，模拟事故情况，即将发电机并网后带有功50 MW，无功10 MVAR，模拟PT 二次B 相断线，测继电器端子(5、7)上的电压Uj=52 V.

CT(3 LH)变比为4000/5，则其二次电流:Ia=3100/800 =3.9 A.

当PT B 相断线时，失磁保护继电器端子上的实际电压为UAC，如果继电器的接线正确，此时的测量阻抗角为－20°(如图5)，测量阻抗位于第四象限，继电器不应该动作，但实际情况是动作了.

图5 B 相断线时继电器测量阻抗分析

进一步模拟C 相断线，继电器不动作. 但从理论上分析，若继电器的接线正确，其向量分析的结果应该是可靠动作.当C 相断线时继电器端子电压为UBA=53 V，其测量阻抗角为－140°(220°)，其测量阻抗位于第三象限，如图6 所示.

图6 C 相断线继电器测量阻抗分析

由此可见，该继电器的交流回路接线有问题，故应进行现场接线检查.

1)查继电器交流电压接线没有问题，确实是UBC.

2)带负荷用钳型相位表测负荷电流与电压之间的相位角约为190°，初步可判断为CT 二次引出极性接反.停机后，检查CT 二次根部电缆引出极性接反.

进一步分析:在CT 二次引出接反的情况下，实际输入继电器的电流为－Ia，通过向量分析其测量阻抗的相位与实际动作情况完全相符.当B 相断线时，UBC超前－Ia相位160°，测量阻抗位于第二象限，由表1可见，此角度下继电器的动作边界约为14 Ω，而实际的测量阻抗为7.7 Ω，在其动作区内，故继电器动作;当C相断线时，继电器端子电压超前－Ia相位40°，其测量阻抗位于第一象限40°处，继电器不能动作.

3 CT 二次接线更正后模拟试验情况及动作分析

将CT 二次接线更正后，继续上述模拟试验，其试验结果与理论分析结论完全一致.即B 相二次断线时继电器不动作，其向量分析如图5，此时继电器的测量阻抗位于第一象限;C 相二次断线时继电器动作，其向量分析如图6，此时继电器的测量阻抗位于第二象限，且测量阻抗Zj=7.8 Ω，小于边界动作阻抗8.3 Ω，因此继电器动作.