某电厂#2主变差动保护动作分析及整改

2019-05-08宁龙光

通信电源技术 2019年4期

关键词：燃机主变差动

宁龙光

（广州粤能电力科技开发有限公司，广东广州 510000）

1 事件简述

2018年04月26日23时17分34秒，调试单位在进行#2燃机甩负荷试验时，通过TCS系统手动断开#2燃机发电机出口开关802后，#2燃机发变组保护D屏主变差动保护动作。保护动作报告如图1所示。

2 差动保护动作前电厂情况

主变接线方式为YNd11。主变差动CT变比：高压侧为1 200/1 A，发电机侧为15 000/5 A。机端电压为20kV，母线电压为234kV，#2燃机负荷为285 MW，功率因素为0.99。

图1 #2燃机主变D屏差动保护动作报告

3 主变差动动作分析

调试单位做甩负荷试验时，通过TCS系统分开发电机出口开关802后，导致发变组保护D屏主变差动保护动作。这是不正确的行为。分析发变组保护D屏装置录波图可知，保护动作时主变高低压侧电流相位正常，无其它变压器保护动作和告警。检查主变本体未见漏油痕迹，主变低压套管和母线绝缘套管完好。主变油样经化验人员化验色谱分析结果正常。因此，该次主变差动保护动作时，主变压器本体无故障[1]。

分析发变组D屏动作报文记录，当主变差动动作时，主变差动电流、制动电流及高压侧三相电流幅值均为0.56 A左右（二次值），相位正常。甩负荷时，#2燃机负荷为285 MW。经计算，此时主变高压侧二次电流为：

由式1可知，当#2燃机负荷处于285 MW时，主变高压侧电流为0.59 A，主变差动保护动作的差流值正处于该值附近。通过与发变组厂家沟通可知，该主变差动保护在配置上为避免在发电机侧发生故障时，其他保护跳开GCB后，导致主变差动动作扩大事故范围，同时考虑发电机在SFC启动以及后续其他实验等情况时可能引起主变差动保护非正常动作，以GCB断开作为发电机退出运行的标志。当GCB开关合闸位置消失时，主变差动保护瞬时将机端电流置0处理，不再将机端电流计入主变差动保护的差流计算。图2为发变组保护D屏装置录波图。由图2可知，上侧画红线处为发电机出口开关变位时刻，下侧红线处为保护CPU动作时刻，两者间隔时间约19 ms。即装置在保护动作前19 ms收到机端GCB变位后，将机端电流置0不再计入主变差动保护差流计算。实验时，机端电流较大，计算后差流大于保护定值，约19 ms后保护动作跳闸。因此，初步分析是保护装置采集电流不同步且高压侧电流采集滞后导致了主变差动保护误动作。

4 整改措施

由于该主变差动保护动作是发电机出口开关合闸位置消失，导致保护瞬时闭锁机端电流，不再将机端电流计算到主变差动保护，差流大于动作值导致保护动作所致。但若取消该判据（发电机出口开关合位消失，闭锁机端电流），则会影响发电机启动（燃机通过SFC装置拖动到2 200转附近，在拖动过程中发电机定子存在较大一次电流，若此时不屏蔽该电流则可能导致主变差动误动作）。因此，为主变差动保护能更可靠地动作，经电力调度部门和设备厂家同意，修改保护装置主变差动保护功能逻辑配置，基于原有发电机出口开关合位，增加SFC隔离刀闸合位状态，作为主变差流计算判别条件。当发电机出口开关和SFC隔离刀闸均处于分闸位置时，主变差动保护不闭锁机端电流；若发电机出口开关处于分闸位置、SFC隔离刀闸处于合闸位置时（该状态为发电机拖动状态），主变差动保护闭锁机端电流。通过计算，发电机负荷为285 MW时机端二次电流为：

图2 #2燃机发变组保护D屏装置录波图

各状态具体分析如下（0为分闸状态；1为合闸状态）。

当SFC隔离刀闸状态为0、GCB断路器状态为0时，向机端三相加2.8∠0° A的电流。观察装置，此时差流为0.588 A，保护动作，保护未闭锁机端电流。但由于此状态下发电机已脱离系统，主变处于倒送电状态，实际运行情况下机端不可能存在电流，并且由于本次主变差动保护动作是发电机出口开关合位消失，保护闭锁机端电流并且装置采样滞后所致，因此该状态下取消发电机出口开关合位，闭锁机端电流逻辑，增加SFC隔离开关位置，可确保主变差动保护在外界断开发电机出口开关时，主变差动保护不误动。

当SFC隔离刀闸状态为0、GCB断路器状态为1时，向机端三相加2.8∠180° A的电流、高压侧三相加0.58∠-30° A的电流。该状态模拟的是发电机正常运行时情况。该状态下保护应可靠不动作，保护不应闭锁机端电流。观察装置，此时差流为0 A，保护不动作未闭锁机端电流，装置反应正确。

当SFC隔离刀闸状态为1、GCB断路器状态为0时，向机端三相加2.8∠0° A的电流。该状态模拟的是发电机通过SFC启动情况。该状态下保护应可靠不动作，保护应可靠闭锁机端电流[2]。观察装置，此时差流为0 A，保护不动作。装置反应正确。

当SFC隔离刀闸状态为1、GCB断路器状态为1时，向机端三相加2.8∠180° A的电流、高压侧三相加0.58∠-30° A的电流。该状态为发电机非正常运行状态，并且由于发电机出口开关柜各刀闸开关内部的联锁，SFC隔离开关和断路器不可能同时合上，因此装置应报开入异常，装置反应正确。各状态下主变差动保护动作情况如表1所示。主变差动保护定值：差动动作电流为0.3 A；制动电流为0.8 A；制动系数为0.5。