220千伏主變壓器開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護設計探討唐勇1、常勝2、趙志華3、何春3文摘：介紹了大型發(fā)電機干式變壓器組設置開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護的必要性，通過(guò)對珠海發(fā)電廠(chǎng)220千伏主變壓器開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護的分析，闡述了斷口閃絡(luò )與三相不一致的異同，以及開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護原理和動(dòng)作邏輯的完善。設計與討論220 kvt變壓器斷路器氣墊保護唐涌1、長(cháng)生2、趙志-華3、合川3 (1。廣東珠海動(dòng)力廠(chǎng)，珠海519050；2.廣東電力設計研究院，廣州510600；3.許繼-hitachelectricalcorporation TD。摘要：本文描述了為大型發(fā)電機-變壓器組提供故障保護的必要性。根據對斷路器的分析，闡述了三相不平衡和斷路器懸浮的現象。1介紹在大型發(fā)電機-變壓器組并網(wǎng)過(guò)程中，斷路器斷口電壓隨著(zhù)系統備用發(fā)電機與等效發(fā)電機電動(dòng)勢夾角差的變化而變化。當=180時(shí)，其值較大，有兩倍的運行電壓作用在斷口上，形成斷口閃絡(luò )事故隱患，這類(lèi)事故也可能發(fā)生在發(fā)電機剛退出運行時(shí)。破損閃絡(luò )不僅損壞斷路器本身，還會(huì )導致開(kāi)關(guān)滅弧室的絕緣水平降低，從而導致接地故障，導致事故擴大，破壞系統的穩定運行。此外，斷裂閃絡(luò )通常發(fā)生在一相或兩相中，不僅會(huì )產(chǎn)生有害的沖擊轉矩，還會(huì )產(chǎn)生負序電流，對轉子造成額外損失，嚴重威脅發(fā)電機的安全。為了快速消除斷裂閃絡(luò )故障，在大型機組上安裝斷路器-超快速閃絡(luò )保護裝置是非常迫切和必要的。作為大型發(fā)變組的后備保護，開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護越來(lái)越受到重視，但由于各種原因，實(shí)際應用需要進(jìn)一步探討和總結。根據珠海發(fā)電廠(chǎng)220千伏主變壓器開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護裝置的設計思路和應用經(jīng)驗，分析其保護原理和動(dòng)作邏輯的不足，并提出具體改造方案，供同行借鑒。2220千伏干線(xiàn)變壓器開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護設計概述珠海發(fā)電廠(chǎng)裝機容量為2700兆瓦。整個(gè)項目由日本三菱公司承包，電氣部分由美雷神公司設計。發(fā)電機干式變壓器組由機組連接，主變壓器高壓側配有220kVSF6開(kāi)關(guān)，無(wú)發(fā)電機出口斷路器(GCB)。主變壓器高壓側安裝220千伏開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護。2.1保護原理斷口閃絡(luò )保護由KCGG122(OVERCURRENTRELAY)三個(gè)電流繼電器組成，每相一個(gè)，每個(gè)繼電器有高值分量和低值分量。繼電器的低值元件用于判斷相位開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)，高值元件用于判斷是否有電流流過(guò)相位開(kāi)關(guān)。正常運行時(shí)，繼電器各相的高值元件通過(guò)三個(gè)繼電器低值元件的觸點(diǎn)串聯(lián)鎖定。當一相或兩相滿(mǎn)足低值元件的動(dòng)作閾值，另一相滿(mǎn)足高值元件的動(dòng)作閾值時(shí)，保護動(dòng)作。也就是說(shuō)，當開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)位置時(shí)，繼電器的低值元件斷開(kāi)并鎖定，所以當任何一個(gè)相繼電器的高值元件動(dòng)作時(shí)，閃絡(luò )保護都會(huì )延遲。

2.2定值整定已知參數：主變壓器由額定較大容量為Snmax810MVA的3270MVA單相干式變壓器組成；高壓側額定較大電壓為Unmax242kV；高壓側CT變比k=3000/1，二次額定電流IN為1a；a .將I0 >、CURVE、延時(shí)設置為高值元件>/dt=(snmax100010%)/(1.732unmaxk)=(810100010%)/(1.732242選擇限定時(shí)限(DT)的曲線(xiàn)CURVE0:延時(shí)應能可靠避開(kāi)倒閘操作過(guò)程中的三相不同時(shí)段，避免誤操作，因此設置為>/dt為0.20s.b .低值元件的設定i0 #p#分頁(yè)標題#e#<和tAux2的設定i0 <是繼電器的較小設定值，為0.005IN；整個(gè)延遲時(shí)間為tAux2=0.00s秒.2.3動(dòng)作邏輯從圖1的原理圖和圖2的邏輯圖可以看出，閃絡(luò )保護的動(dòng)作如下：

A.啟動(dòng)故障保護出口繼電器86BF和94BF，并跳閘該站主變壓器開(kāi)關(guān)所在母線(xiàn)上的所有開(kāi)關(guān)。b .啟動(dòng)61X繼電器，利用61X繼電器的觸點(diǎn)啟動(dòng)52ST1和52ST2，跳閘本站主變開(kāi)關(guān)110伏DC操作電源。這也是雷神設計的特點(diǎn)，可以保證在開(kāi)關(guān)失靈或斷口閃絡(luò )保護動(dòng)作后，禁止開(kāi)關(guān)的任何電氣操作，避免使開(kāi)關(guān)失靈

成損壞。2．4 設計商榷從上面的介紹中我們了解了雷神(RAYTHEON)公司設計的開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護原理及動(dòng)作邏輯，從保護裝置實(shí)用性的角度出發(fā)，應該說(shuō)這套裝置在開(kāi)關(guān)發(fā)生閃絡(luò )時(shí)還是能夠起到基本保護作用的，但在保護應具備的選擇性和可靠性方面，僅僅簡(jiǎn)單地依靠電流元件來(lái)實(shí)現保護功能是值得商榷的。2．4．1 保護原理方面的欠缺 從保護原理上分析，閃絡(luò )保護無(wú)法判斷開(kāi)關(guān)真實(shí)狀態(tài)，即不能區分開(kāi)關(guān)是發(fā)生斷口閃絡(luò )還是三相不一致。如果由于開(kāi)關(guān)某相偷跳或拒動(dòng)發(fā)生三相不一致時(shí)，則至少一相繼電器低值元件的輸出接點(diǎn)返回，這就使所有繼電器的高值元件解除閉鎖，那么當一相或兩相繼電器高值元件動(dòng)作時(shí)，保護也將經(jīng)過(guò)0．20s延時(shí)動(dòng)作。 但是，開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )保護和三相不一致保護是兩種截然不同的故障狀態(tài)，其區別為： a．當開(kāi)關(guān)發(fā)生斷口閃絡(luò )時(shí)不僅對開(kāi)關(guān)本身造成損壞，而且說(shuō)明該相開(kāi)關(guān)SF6滅弧室絕緣水平可能下降，有可能誘發(fā)成為單相或兩相接地故障，導致事故擴大。并且斷口閃絡(luò )是發(fā)生在開(kāi)關(guān)要合或剛分時(shí)，仍屬于分閘狀態(tài)。在此種情況下，一方面產(chǎn)生沖擊轉矩及負序電流作用于發(fā)電機上，另一方面由于無(wú)發(fā)電機出口開(kāi)關(guān)，發(fā)電機仍會(huì )提供故障能量，嚴重威脅發(fā)電機的安全。 b．當開(kāi)關(guān)發(fā)生三相不一致時(shí)會(huì )產(chǎn)生非全相負序電流，負序電流在發(fā)電機轉子中感應出的倍頻電流會(huì )引起發(fā)電機振動(dòng)，嚴重時(shí)會(huì )導致負序電流燒機。通常發(fā)電機承受負序電流能力主要是取決于負序電流熱效應(I22t)，這也是發(fā)電機的一個(gè)重要基本參數。 由上可知，開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò )與三相不一致是有區別的，一是產(chǎn)生后果的嚴重程度不同，比較來(lái)講斷口 閃絡(luò )的后果危害更大。二是兩種類(lèi)型故障發(fā)生時(shí)，從各相電流上比較二者有相同之處，但實(shí)際開(kāi)關(guān)各相分合閘位置狀態(tài)是不同的，斷口閃絡(luò )發(fā)生時(shí)開(kāi)關(guān)三相是在分閘位置，而三相不一致發(fā)生時(shí)開(kāi)關(guān)三相合、分閘位置不同，因此在我們在保護設計上應區別對待。2．4．2 動(dòng)作邏輯方面的疏漏從動(dòng)作邏輯上分析主要有以下兩點(diǎn)不足之處： a．由于發(fā)電機干式變壓器組采用的是單元接線(xiàn)，發(fā)電機出口無(wú)開(kāi)關(guān)，發(fā)電機在斷口閃絡(luò )時(shí)仍將對故障點(diǎn)提供能量，加劇了故障程度，因此閃絡(luò )保護動(dòng)作后發(fā)電機應當立即滅磁降低斷口電壓。 b．開(kāi)關(guān)失靈保護是作用于跳開(kāi)母線(xiàn)上的所有開(kāi)關(guān)，為防止保護誤動(dòng)，在保護設計上需經(jīng)電流檢測元件50BF閉鎖，而閃絡(luò )保護未經(jīng)任何其他判斷條件直接出口是不合理的，如果在機組正常運行中由于保護繼電器本身故障或接線(xiàn)松動(dòng)等原因導致保護動(dòng)作，將會(huì )造成誤跳母線(xiàn)#p#分頁(yè)標題#e#

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