启备变差动保护误动的分析及处理
2015-01-13刘亚德毛俊华
刘亚德 毛俊华
摘 要：简述兰铝自备电厂在#2机组滑停过程中，当机组负荷降至139MW时，进行厂用电由高厂变切换至启备变操作， 当6KV 2B段切换至备用电源后，启备变跳闸，6KV 2B段失电。造成#2机B磨跳闸，B侧风烟系统跳闸，B电泵跳闸， A电泵液耦失电无法操作，供油泵跳闸，汽包水位低，锅炉MFT，机组跳闸。在恢复启备变过程中，启备变差动保护再次动作跳闸。通过现场分析，查找原因，提出了改进措施，防止下次类似事故的发生。
关键词：启备变 差动保护 故障录波
中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0052-01
兰铝电厂启备变发生在机组厂用电切换时差动保护动作和启备变恢复运行空投时再次差动保护动作跳闸事故。当时#2机组滑停过程中，当机组负荷降至139MW时，进行厂用电由高厂变切换至启备变操作， 当6kV2B段切换至备用电源后，启备变跳闸，6kV2B段失电。造成#2机B磨跳闸，B侧风烟系统跳闸，B电泵跳闸，A电泵液耦失电无法操作，供油泵跳闸，汽包水位低，锅炉MFT，机组跳闸。在恢复启备变过程中，启备变差动保护再次动作跳闸。
1 保护动作的原因分析
1.1 启备变的保护配置
（1）启备变差动保护。
保护原理：启备变压器差动保护的是二次偕波制动的和差式比率制动差动保护。
但由于变压器高、低压侧的额定电流不同，为保证差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧TA的变比，使其值等于变压器的变比，这与发电机差动保护有所不同，因为发电机差动保护是比较两侧的电流幅值和相位的，而变压器差动实际上是比较两侧磁势的相位和幅值的。
变压器和发电机一样，也是按躲过最大不平衡电流整定的，但变压器差动保护的不平衡电流远比发电机差动保护大，最主要的原因：两侧TA变笔不同；变压器合闸时产生的激磁涌流。
由于变压器合闸时的激磁涌流很大，很难和变压器内部的短路故障区分，为使差动保护躲过激磁涌流，采取了用二次偕波作为制动量。
（2）A分支复压过流保护。
（3）B分支复压过流保护。
（4）A分支零序过电流保护。
（5）B分支零序过电流保护。
（6）启备变复合电压过流保护。
工作原理（常规的变压器复合电压保护）。
正常运行时，由于没有负序电压，所以KV2的常闭触点闭合，将线电压加在KV1线圈上，使其常闭接点打开，保护装置不动作。
当发生不对称短路时，出现负序电压且达到KV2的整定值，KV2动作，其常闭接点打开，KV1动作，其常闭接点闭合，启动MK，这时，因电流继电器已经动作，启动KT，经延时动作于跳闸。
当发生对称三相短路时，在短路开始瞬间，也会出现短时的负序电压，则KV1还要动作。当负序电压消失，KV2返回，但KV1接于线电压，其返回电压较高，三相短路时线电压已经降低，故KV1仍处于动作状态。使KM动作，同时因电流继电器已经动作，启动KT，经延时动作于跳闸。
1.2 差动保护动作原因分析
1.2.1 启备变空投时，启备变保护B套装置启备变差动动作
根据故障录波器采集到的数据可以看出，启备变空投时，启备变高压侧电流的二次谐波分量最大达到50%，这时差动保护中的二次谐波比例差动应起到制动作用，差动保护不应该动作。实际B套装置保护校验检查中发现，用继电保护测试仪在启备变高压侧电流回路单相施加基波1.5 A，二次谐波0.75 A电流时，出现保护不制动的情况（B、C相均出现此情况）。由此分析，启备变空投时，造成启备变保护B套装置差动保护动作的原因为B套保护不能可靠地实现二次谐波制动功能。
1.2.2 #2机组6kVB段厂用切换时，启备变保护B套装置差动保护动作
1.2.2.1 保护动作后现场检查
（1）从故障录波报告情况分析，启备变B屏差动保护动作是在备用电源开关合闸快切动作经过900 ms后工作电源开关断开，又经过60 ms后动作。同时从模拟量波形看，在备用电源开关合闸后，启备变高、低压侧电流均对称，未发现异常。第二次在空投启备变时又发生B屏差动保护误动现象，故障录波图显示高压侧电流发生严重畸变；（2）检查启备变保护B屏，所有模拟量大小、相位与实际运行相符，未发现异常，保护定值与定值单一致；（3）检查启备变保护B屏与之相关的电流回路，所有接线无松动，测绝缘正常。
1.2.2.2 保护动作分析
（1）根据故障录波器采集到的数据判断，在切换过程中，启备变各侧电流并无异常出现，且保护基本无差流，由于保护装置没有录取到保护动作时的故障数据，无法进行进一步的分析。在B套保护装置校验检查过程中，按照差动保护的常规试验方法以及模拟故障时的工况进行校验也没有出现差动保护误动的情况。（2）启备变差动保护所用的CT准确级均为5P20型，该型号CT在保护装置遇到外部故障切除瞬间，系统暂态特性下很容易饱和，可能导致差动保护误动作。
1.2.2.3 装置本身原因
（1）在系统发生扰动时按目前的定值躲不过不平衡电流，导致差动误动。（2）空投变压器时电流发生严重畸变，装置躲不过由于励磁涌流和二次谐波分量导致的差动保护误动。（3）检查保护装置内部参数的配置，事后联系厂家技术人员对保护装置内部参数的设置进行核对，发现B套装置差动保护内部CT变比设置错误，可能是导致变压器差动保护误动的主要原因。
2 结语
（1）穿越型励磁涌流的非周期分量可能造成CT中磁链的累计，可能引起CT局部暂态饱和，对这种性质导致的差流，GE保护缺少有效地检测手段，容易误动，在保护整定时应综合考虑，选择合适的制动方式。
（2）加强现场维护人员的技能培训，对设备的原理及参数设置必须掌握清楚，同时加强对继电保护现场管理制度的落实，严格按照微机继电保护校验规程的检验内容，对装置进行校验，防止漏检，避免由于装置内部参数设置错误导致误动事件的发生。
参考文献
[1] 胡志光.发电厂电气设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2008.endprint
摘 要：简述兰铝自备电厂在#2机组滑停过程中，当机组负荷降至139MW时，进行厂用电由高厂变切换至启备变操作， 当6KV 2B段切换至备用电源后，启备变跳闸，6KV 2B段失电。造成#2机B磨跳闸，B侧风烟系统跳闸，B电泵跳闸， A电泵液耦失电无法操作，供油泵跳闸，汽包水位低，锅炉MFT，机组跳闸。在恢复启备变过程中，启备变差动保护再次动作跳闸。通过现场分析，查找原因，提出了改进措施，防止下次类似事故的发生。
关键词：启备变 差动保护 故障录波
中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0052-01
兰铝电厂启备变发生在机组厂用电切换时差动保护动作和启备变恢复运行空投时再次差动保护动作跳闸事故。当时#2机组滑停过程中，当机组负荷降至139MW时，进行厂用电由高厂变切换至启备变操作， 当6kV2B段切换至备用电源后，启备变跳闸，6kV2B段失电。造成#2机B磨跳闸，B侧风烟系统跳闸，B电泵跳闸，A电泵液耦失电无法操作，供油泵跳闸，汽包水位低，锅炉MFT，机组跳闸。在恢复启备变过程中，启备变差动保护再次动作跳闸。
1 保护动作的原因分析
1.1 启备变的保护配置
（1）启备变差动保护。
保护原理：启备变压器差动保护的是二次偕波制动的和差式比率制动差动保护。
但由于变压器高、低压侧的额定电流不同，为保证差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧TA的变比，使其值等于变压器的变比，这与发电机差动保护有所不同，因为发电机差动保护是比较两侧的电流幅值和相位的，而变压器差动实际上是比较两侧磁势的相位和幅值的。
变压器和发电机一样，也是按躲过最大不平衡电流整定的，但变压器差动保护的不平衡电流远比发电机差动保护大，最主要的原因：两侧TA变笔不同；变压器合闸时产生的激磁涌流。
由于变压器合闸时的激磁涌流很大，很难和变压器内部的短路故障区分，为使差动保护躲过激磁涌流，采取了用二次偕波作为制动量。
（2）A分支复压过流保护。
（3）B分支复压过流保护。
（4）A分支零序过电流保护。
（5）B分支零序过电流保护。
（6）启备变复合电压过流保护。
工作原理（常规的变压器复合电压保护）。
正常运行时，由于没有负序电压，所以KV2的常闭触点闭合，将线电压加在KV1线圈上，使其常闭接点打开，保护装置不动作。
当发生不对称短路时，出现负序电压且达到KV2的整定值，KV2动作，其常闭接点打开，KV1动作，其常闭接点闭合，启动MK，这时，因电流继电器已经动作，启动KT，经延时动作于跳闸。
当发生对称三相短路时，在短路开始瞬间，也会出现短时的负序电压，则KV1还要动作。当负序电压消失，KV2返回，但KV1接于线电压，其返回电压较高，三相短路时线电压已经降低，故KV1仍处于动作状态。使KM动作，同时因电流继电器已经动作，启动KT，经延时动作于跳闸。
1.2 差动保护动作原因分析
1.2.1 启备变空投时，启备变保护B套装置启备变差动动作
根据故障录波器采集到的数据可以看出，启备变空投时，启备变高压侧电流的二次谐波分量最大达到50%，这时差动保护中的二次谐波比例差动应起到制动作用，差动保护不应该动作。实际B套装置保护校验检查中发现，用继电保护测试仪在启备变高压侧电流回路单相施加基波1.5 A，二次谐波0.75 A电流时，出现保护不制动的情况（B、C相均出现此情况）。由此分析，启备变空投时，造成启备变保护B套装置差动保护动作的原因为B套保护不能可靠地实现二次谐波制动功能。
1.2.2 #2机组6kVB段厂用切换时，启备变保护B套装置差动保护动作
1.2.2.1 保护动作后现场检查
（1）从故障录波报告情况分析，启备变B屏差动保护动作是在备用电源开关合闸快切动作经过900 ms后工作电源开关断开，又经过60 ms后动作。同时从模拟量波形看，在备用电源开关合闸后，启备变高、低压侧电流均对称，未发现异常。第二次在空投启备变时又发生B屏差动保护误动现象，故障录波图显示高压侧电流发生严重畸变；（2）检查启备变保护B屏，所有模拟量大小、相位与实际运行相符，未发现异常，保护定值与定值单一致；（3）检查启备变保护B屏与之相关的电流回路，所有接线无松动，测绝缘正常。
1.2.2.2 保护动作分析
（1）根据故障录波器采集到的数据判断，在切换过程中，启备变各侧电流并无异常出现，且保护基本无差流，由于保护装置没有录取到保护动作时的故障数据，无法进行进一步的分析。在B套保护装置校验检查过程中，按照差动保护的常规试验方法以及模拟故障时的工况进行校验也没有出现差动保护误动的情况。（2）启备变差动保护所用的CT准确级均为5P20型，该型号CT在保护装置遇到外部故障切除瞬间，系统暂态特性下很容易饱和，可能导致差动保护误动作。
1.2.2.3 装置本身原因
（1）在系统发生扰动时按目前的定值躲不过不平衡电流，导致差动误动。（2）空投变压器时电流发生严重畸变，装置躲不过由于励磁涌流和二次谐波分量导致的差动保护误动。（3）检查保护装置内部参数的配置，事后联系厂家技术人员对保护装置内部参数的设置进行核对，发现B套装置差动保护内部CT变比设置错误，可能是导致变压器差动保护误动的主要原因。
2 结语
（1）穿越型励磁涌流的非周期分量可能造成CT中磁链的累计，可能引起CT局部暂态饱和，对这种性质导致的差流，GE保护缺少有效地检测手段，容易误动，在保护整定时应综合考虑，选择合适的制动方式。
（2）加强现场维护人员的技能培训，对设备的原理及参数设置必须掌握清楚，同时加强对继电保护现场管理制度的落实，严格按照微机继电保护校验规程的检验内容，对装置进行校验，防止漏检，避免由于装置内部参数设置错误导致误动事件的发生。
参考文献
[1] 胡志光.发电厂电气设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2008.endprint
摘 要：简述兰铝自备电厂在#2机组滑停过程中，当机组负荷降至139MW时，进行厂用电由高厂变切换至启备变操作， 当6KV 2B段切换至备用电源后，启备变跳闸，6KV 2B段失电。造成#2机B磨跳闸，B侧风烟系统跳闸，B电泵跳闸， A电泵液耦失电无法操作，供油泵跳闸，汽包水位低，锅炉MFT，机组跳闸。在恢复启备变过程中，启备变差动保护再次动作跳闸。通过现场分析，查找原因，提出了改进措施，防止下次类似事故的发生。
关键词：启备变 差动保护 故障录波
中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0052-01
兰铝电厂启备变发生在机组厂用电切换时差动保护动作和启备变恢复运行空投时再次差动保护动作跳闸事故。当时#2机组滑停过程中，当机组负荷降至139MW时，进行厂用电由高厂变切换至启备变操作， 当6kV2B段切换至备用电源后，启备变跳闸，6kV2B段失电。造成#2机B磨跳闸，B侧风烟系统跳闸，B电泵跳闸，A电泵液耦失电无法操作，供油泵跳闸，汽包水位低，锅炉MFT，机组跳闸。在恢复启备变过程中，启备变差动保护再次动作跳闸。
1 保护动作的原因分析
1.1 启备变的保护配置
（1）启备变差动保护。
保护原理：启备变压器差动保护的是二次偕波制动的和差式比率制动差动保护。
但由于变压器高、低压侧的额定电流不同，为保证差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧TA的变比，使其值等于变压器的变比，这与发电机差动保护有所不同，因为发电机差动保护是比较两侧的电流幅值和相位的，而变压器差动实际上是比较两侧磁势的相位和幅值的。
变压器和发电机一样，也是按躲过最大不平衡电流整定的，但变压器差动保护的不平衡电流远比发电机差动保护大，最主要的原因：两侧TA变笔不同；变压器合闸时产生的激磁涌流。
由于变压器合闸时的激磁涌流很大，很难和变压器内部的短路故障区分，为使差动保护躲过激磁涌流，采取了用二次偕波作为制动量。
（2）A分支复压过流保护。
（3）B分支复压过流保护。
（4）A分支零序过电流保护。
（5）B分支零序过电流保护。
（6）启备变复合电压过流保护。
工作原理（常规的变压器复合电压保护）。
正常运行时，由于没有负序电压，所以KV2的常闭触点闭合，将线电压加在KV1线圈上，使其常闭接点打开，保护装置不动作。
当发生不对称短路时，出现负序电压且达到KV2的整定值，KV2动作，其常闭接点打开，KV1动作，其常闭接点闭合，启动MK，这时，因电流继电器已经动作，启动KT，经延时动作于跳闸。
当发生对称三相短路时，在短路开始瞬间，也会出现短时的负序电压，则KV1还要动作。当负序电压消失，KV2返回，但KV1接于线电压，其返回电压较高，三相短路时线电压已经降低，故KV1仍处于动作状态。使KM动作，同时因电流继电器已经动作，启动KT，经延时动作于跳闸。
1.2 差动保护动作原因分析
1.2.1 启备变空投时，启备变保护B套装置启备变差动动作
根据故障录波器采集到的数据可以看出，启备变空投时，启备变高压侧电流的二次谐波分量最大达到50%，这时差动保护中的二次谐波比例差动应起到制动作用，差动保护不应该动作。实际B套装置保护校验检查中发现，用继电保护测试仪在启备变高压侧电流回路单相施加基波1.5 A，二次谐波0.75 A电流时，出现保护不制动的情况（B、C相均出现此情况）。由此分析，启备变空投时，造成启备变保护B套装置差动保护动作的原因为B套保护不能可靠地实现二次谐波制动功能。
1.2.2 #2机组6kVB段厂用切换时，启备变保护B套装置差动保护动作
1.2.2.1 保护动作后现场检查
（1）从故障录波报告情况分析，启备变B屏差动保护动作是在备用电源开关合闸快切动作经过900 ms后工作电源开关断开，又经过60 ms后动作。同时从模拟量波形看，在备用电源开关合闸后，启备变高、低压侧电流均对称，未发现异常。第二次在空投启备变时又发生B屏差动保护误动现象，故障录波图显示高压侧电流发生严重畸变；（2）检查启备变保护B屏，所有模拟量大小、相位与实际运行相符，未发现异常，保护定值与定值单一致；（3）检查启备变保护B屏与之相关的电流回路，所有接线无松动，测绝缘正常。
1.2.2.2 保护动作分析
（1）根据故障录波器采集到的数据判断，在切换过程中，启备变各侧电流并无异常出现，且保护基本无差流，由于保护装置没有录取到保护动作时的故障数据，无法进行进一步的分析。在B套保护装置校验检查过程中，按照差动保护的常规试验方法以及模拟故障时的工况进行校验也没有出现差动保护误动的情况。（2）启备变差动保护所用的CT准确级均为5P20型，该型号CT在保护装置遇到外部故障切除瞬间，系统暂态特性下很容易饱和，可能导致差动保护误动作。
1.2.2.3 装置本身原因
（1）在系统发生扰动时按目前的定值躲不过不平衡电流，导致差动误动。（2）空投变压器时电流发生严重畸变，装置躲不过由于励磁涌流和二次谐波分量导致的差动保护误动。（3）检查保护装置内部参数的配置，事后联系厂家技术人员对保护装置内部参数的设置进行核对，发现B套装置差动保护内部CT变比设置错误，可能是导致变压器差动保护误动的主要原因。
2 结语
（1）穿越型励磁涌流的非周期分量可能造成CT中磁链的累计，可能引起CT局部暂态饱和，对这种性质导致的差流，GE保护缺少有效地检测手段，容易误动，在保护整定时应综合考虑，选择合适的制动方式。
（2）加强现场维护人员的技能培训，对设备的原理及参数设置必须掌握清楚，同时加强对继电保护现场管理制度的落实，严格按照微机继电保护校验规程的检验内容，对装置进行校验，防止漏检，避免由于装置内部参数设置错误导致误动事件的发生。
参考文献
[1] 胡志光.发电厂电气设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2008.endprint
