水力發電廠繼電保護的運行及分析
電力技術
作者：孫紅軍
摘要：文章以某水利樞紐工程的火力發電站為例，結合發電站在廠用變、主變壓器、發電機組、2回線路等都配備有繼電保護裝置分析變壓器故障，針對發電廠繼電保護運行中的具體問題提出了相應的解決對策。
關鍵詞：水力發電廠；繼電保護；運行分析
中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1009—2374（2012）24—0113—03
某水利樞紐工程是一個低水頭大流量水力發電站，該電廠總的裝機容量是3×15MW，都是臥軸燈泡貫流式發電機組，在廠用變、主變壓器、發電機組、2回線路等都配備有繼電保護裝置。6.3kV係統使用的是單母線分段接線的方式，也就是在#1機組采用的是6.3kVⅠ段的母線，#2機采用的是6.3kVⅡ段的母線。在實際的運行過程中，且#1機組、#1主變、#2機組、#2主變一起運行的時候，601QF、301QF、6031QS、602QF、302QF、6042QS隔離小車位於合位，在3001QS的母聯隔離開關則設置在分位；#1機組、#2機組分別經宜坪Ⅰ303線路、宜坪Ⅱ304線路送古宜變與當地市電網並網運行，生產用電由606QF、605QF送#2、#1廠變提供；依據該縣城所被管轄的直轄市的供電局規定的繼電保護定值來確定兩回出線保護的定值。
該水力發電廠的繼電保護裝置是由葛洲壩電廠能達公司及華中理工大學合作研發的發電機變壓器構成套保護裝置。這套繼電保護裝置是通過幾個獨立係統所構成，包括有出口層、功能子係統及管理機係統。而在電氣結構上麵，幾個獨立係統間是相對獨立的，係統間必要聯接的地方通過光電進行隔離。裝置硬件使用的是V40係統Ⅱ工業控製係統及STD標準總線，這個係統具有較高的可靠性及較寬的適應範圍，配備有優良的人機界麵，在硬件升級方麵也非常便利。整個保護裝置配備模塊化保護軟件，設計靈活、合理，能適應不同容量的變壓器組、發電機的保護需求，還能單獨適應廠用變壓器、發電機、勵磁變壓器、變壓器的保護要求。
1 故障分析
“1#主變壓器差動”出現了6次保護動作，在其保護的範圍之內出現了“合”位斷路器事故跳閘。當空載運行主變壓器的時候，出現了“#1主變壓器差動元件故障”的信號使得繼電器出現了掉牌的故障，通過複歸保護裝置之後運行正常，所以這個差動保護的現象視為誤動作。
1.1 主變壓器差動保護原理
該廠保護裝置采用的是單項式，這種設備的原理是利用差電流原理，晶體管元件是檢測回路的主要構件。把被保護的裝置每側電流互感器的二次電流引進保護裝置裏麵，當主變壓器的內部構件發生故障的時候，被引進裝置的電流及流出裝置的電流出現差值的時候，差電流的保護動作也就出現了，發出保護動作信號，發電機跳閘。
1.2 故障檢測及分析
1.2.1 檢測電流互感器的二次回路絕緣、二次回路接線的極性與接線方法。首先檢測的是二次回路絕緣，但是檢測的結果顯示並無異常，主變壓器每側在“合”位的時候，其被引入的電流和流出裝置的電流值之間相位差也正常。
1.2.2 檢測差動回路接地點。當檢測差動回路接地點的時候，#1主變壓器的差動回路在Y型接線的各個電流互感器二次側一點接地，差動回路存在多點接地現象。
1.3 差動設備校驗
1.3.1 保護定值檢查。A、B、C三相差流值到達1.5A的時候保護出口；差流值出現在0.4～0.9A之間的時候，“差動元件故障”的信號就從保護裝置中發出。動作值和定值相符的時候，發“差動元件故障”信號是誤信號。
1.3.2 裝置特性檢測。
1.3.3 檢測差流。當機組正常運行的時候，檢測出差動裝置兩邊的電流為1.06A與1.0A，兩邊線路的差流值大約為0.06A，而裝置整定插頭位置5.0（2LH）與3.5（1LH）不能滿足N1/N2=I1/I2的關係。
1.3.4 檢測諧波製動係數。設施二次諧波製動係數為12.13%，檢測前兩年的檢測記錄，其製動係數分別為18.5%及17.6%，表明諧波製動回路裏麵有些構件的特性已經出現偏差。