发变组保护常见故障研究

李永斌，朱浩铭

国电双辽发电有限公司

发变组保护常见故障研究

李永斌，朱浩铭

国电双辽发电有限公司

发变组保护经历了“组合”构建装置到数字型微机型的自动化程度、可靠性都比较高的保护装置，虽然减少了很多保护装置的故障问题，但是仍然无法完全避免。本文便通过故障实例列举了一些常见的故障及其处理方法。

发变组；误动；差动保护；匝间保护

1 发变组保护装置的历史变迁

八十年代，我国火电厂的发电机组单机容量普遍在200MW以下，其发变组保护并没有整套的自动装置，而是由数十个常规继电器组搭配构建而完成相应的保护功能，相当于一个“组合装置”。因此，当时的发变组保护谈不上自动化，其可靠性相对较差，检验时所需的时间和人力投入也是远远超出现在的自动化保护装置的数倍。

九十年代，单机容量越来越大，300MW及以上机组纷纷上马。数字型微机型保护装置应运而生并陆续投入使用。比如WF⁃BZ－01型微机发变组保护装置就是由东南大学和南京电力自动化设备总厂联合研制的600MW及以下容量发电机变压器组成套微机保护装置。

到本世纪，发变组保护装置自动化程度越来越高，像原来的WFBZ－01型微机保护装置已经无法满足现场的需要。比它更先进的装置也随即产生。比如南京南瑞继保电气有限公司生产的RCS-985系列保护装置，该装置可谓是真正意义上的数字式发变组保护装置，可用于大型的发变组保护，配置两套该装置就可以实现主保护、异常运行保护、后备保护的全套双重化，操作回路和非电量保护装置独立组屏。

2 发变组保护装置常见故障

2.1 简单问题直接处理

发变组保护常见的故障问题有很多种，普通的故障问题解决办法也比较直接而简单。比如，因装置电源插件不能进行正常供电引起的装置故障。因为电源插件在正常情况下，都有一个误差的区间范围，在这个范围内出问题不影响装置运行，但是一旦误差超过这个区间则使装置的保护动作受到影响。避免这类问题比较简单，只要定期对电源插件进行更换就可以了。一般5年左右一更换，但是不需要提前多年就备下备件，因为电源插件不适合长期储备。再比如，发变组保护装置的显示屏显示不正常。这种不正常虽然不能直接引起保护误动之类的大问题，但是因为无法让运行人员和检修人员对数据进行正常监视，是一个安全隐患，因此对这类小故障也不能忽视。像这样的问题只要联系生产该装置的厂家，将出现问题的显示屏更换成同型号的、好用的新显示屏即可。

然而，有些发变组保护装置的故障并非如此简单，需要进行的处理也要麻烦得多。

2.2 装置不符合反措要求导致保护误动

某火电厂自九十年代初便使用WFBZ－01型微机发变组保护装置，虽然检修与运行人员百般小心，但是因为其装置自身的问题仍然没能避免保护误动情况的发生。2010年，该电厂发生了一起匝间保护误动作事件。经检查、分析发现，导致这次保护误动作的原因是WFBZ－01型微机发变组保护装置没有功率方向闭锁功能，这与当时上该保护时没有采用具有更加先进技术的自动装置有关。

为了避免此类事件的再次发生，最好的办法就是尽快将这类不符合安全反措要求的老式微机发变组保护装置更换成更加前沿的、自动化程度高、可靠性比较强的发变组保护装置。

2.3 新型装置逻辑问题导致保护误动

上文提到RCS-985是比较新型的、自动化程度比较高的发变组保护装置，完全符合安全反措要求，但是这套装置在应用时，也会发生这样或那样的问题。

某电站便因为使用该保护装置前没有及时发现其后备保护逻辑有问题而导致保护误动作，造成了一定的经济损失。某电站的接线形式为双母线，发变组后备保护采用电流记忆复压过渡保护和主变零序保护。当发变组内部发生故障，主保护动作跳开主变高压侧断路器后，机组在停机过程中由于后备保护延时不合理，便在主保护正确动作切除故障时，后备保护仍然动作跳开母联断路器，使停电范围扩大。

解决此问题的关键便是解决后备保护的逻辑问题。先联系厂家技术人员，对程序进行升级，同时修改保护动作逻辑，在发电机复合电压过流I段继主变并网状态闭锁保护出口逻辑处，增加了主变高压侧并网状态、经主变并网状态闭锁投入这两个重要的判据条件后再作用于零序过流保护跳闸，完美解决了原装置逻辑的问题。

2.4 保护定值不合理导致保护误动

某电厂发变组改造，由整流型保护装置改成微机保护装置，新装置是RCS-985A型发变组保护，运行一段时间后，发变组保护来“高厂变差动保护启动”信号，通过检查发现所有的接线正常，通过试验发现高厂变差动保护功能正常。但是，通过查看波形并计算发现了问题：各相最大差流相差不大，C相差流最大，B相差流最小。但是出现的时刻却不相同。根据的比率制动曲线计算出的差动电流门槛均为0.61左右。而再根据比率差动特性图，则发现C相差流为0.31倍额定电流，远远小于比率差动动作门槛的0.61倍额定电流，变斜率比率差动可靠制动。比率差动的定值为0.4倍额定电流，启动时采用半波积分值和全波付错滤波其波分量值，由于非同期分量影响，半波积分值启动门槛约为差动定值的一半，即为0.2倍额定电流。所以保护会启动。

为了进一步提高装置的可靠性，可以考虑采用适当提高定值的方法，但是一定要注意不可以无限制地过度提高定值。还可以从改善差动保护的工作特性角度考虑采用VA特性较好的TA。

3 结束语

发变组保护是发电厂非常重要的设备之一，对电力系统的安全稳定运行起着不容忽视的作用。要想防止各类发变组保护故障的发生，一定要勤巡视、勤检查，必须的时候还要根据实际情况对老化的装置进行改造换型。但是，经验告诉我们，无论多么先进的设备都需要联系实际，使用前都要谨慎小心，多做调查研究，多与厂家沟通，要提高自己的技术水平、鉴定水平，不要一味地相信、依赖设备的先进性，导致因为新设备存在逻辑缺陷都不能及时发现而致使保护误动事件的发生。

[1]顾范华.大型发变组保护若干问题的分析及新措施的探讨[J].电源技术应用，2013（3）：163-164.

[2]黄中付.珠江电厂RCS-985型微机保护差动误启动分析[J].重庆电力高等专科学校学报，2010（03）:20-21