2023年《安全技术》之发电厂电气一次设备设计安装不当导致的继电保护误动作分析.docx

发电厂电气一次设备设计安装不当导致的继电保护误动作分析 本文介绍了我厂两起继电保护误动作，与发电机主体设备结构和一次设备设计安装有关，分析了相关因索及克服方法，并提出在水电厂设计、安装应注意的有关问题. 关键词 发电机 一次设备 二次设备 继电保护 发电机定子中性点与横差保护误动作的关系所在二级电站x1机（6万KW）横差保护，发生过两次误动，都是在220KV线路单相接地短路事故时，发电机横差保护也动作。造成误停机事故。横差保护本是保护发电机定子线圈匝间短路的，高压线路发生事故时，对于发电机楷差保护来说是属于区外事故，不应动作。 横差保护区外事故误动原因何在？ 我们对继电器本体及二次回路进行了全面检查，未发现任何可疑之处，当发电机带满载时定子电流约（400A），我们侧横差CT二次不平衡电流为3 A，横差保护用电流互启器LH的变比为2022/5，那么折算到一次的横差不平衡电流为12OA 。 为什么有这么大的不平衡电流？从（图一）的接线可以看出，我厂的发电机横差保护用CT的一次联接。不是接在两组定子线的真正中性点之间。而是接在H二和H二之间。H：1之间，H二和0，之间的长度都为1米左右，长度虽短，总是有一点阻抗，当通过大电流时，H二H二之间有电位差，也就会产生不平衡电流。当高压线路发生事故时，不平衡电流就 会更大， 直接影响稚差保护的准确性。但最主要的影响是：我厂双星型发电机定子线圈尾端到中性点的引出铜排同相之间没考虑绝缘，定子线圈的尾部X二Y工Z二和X二Y二Z二由凤洞引到外部O：和O二 接，这一处连段引出铜排长度约2米。外部事故时定子电流可达700A以上，在定子同相尾部引出翻排在事故大电流的作用下相互吸引而接触，假设22Kv线路A相接地短路时，那么发电机A、C相短路电流最大。井且方向相反。在事故电流产生电磁力的作用下， 二和X二 ：X、Z 和Z二 会相接触，这样H：H二、X：21 ，Z二段铜排就相当并接在一起了，当外部事故时，如AC相电流到达750A时，H二 H，之间就会流过2600A的电流。 我厂二级电站x1机的定子板定电流接近400A，而欲差保护的动作电流一般整定为：（0.15～026）倍额定电流，按0.25倍整定那么为：4000A义O25二IOOA。CT变比为2 ／6。当发电机外部短路时，事故电流可达7 00A～1。。。，故一般外部事故时，发电机横差保护都可能会误动作。发电机定子线圈尾端向外引出锅排，认为是同一相之间没有电位差，所以就不考虑绝缘，用裸锡排引出，并且同相两铜排之间跳离又很小，为了安装上的方便， 横差保护用CT一次联接铜排，不是接在O二和O二处而是接在H：和H二 处。 这些是发电机一次电气设备安装不得当，对继电保护有直接的影响，造成保护误动的根本原因，所以在一次电气设备的设计、安装时，一定要考虑对二次继电保护的影响。发电机横差保护发生几次误动后，我们将发电机定子线圈尾部向外引出铜排加了绝缘板， 使引出铜排不会在电磁力的作用下相碰，至今近20年没有再发生过横差保护误动了。 所以，给我们的教训是：装横差保护的大型发电机，定子线圈尾端引出铜排之间一定要相互绝缘。横差用cT一次线安装一定要接在真正的中性点上。 二、因为一次对二次有感应电压遭成主变差动保护误动 一级电站x主变，容量是360vA，主变差动继电器是BCH一1型，差动继电器整定匝数为13匝，制动匝数为3匝，制动续在主变的nOKV 回路中。这台主变在1 年曾发生过二次差动保护误动事故，事故后检查发现主变差动保护CT二次回路在升压站处接地，（ 四K点处）而在中控室主变保护盘后，主变差动二次回路有人为的一点平安接地，这样一来， 不难看出.A、K两点接地是将差动继电器线圈短接了，继电器在主变内部事故时，将会拒绝动作。从现象上分析，事故时该拒动的主变差动保护， 而实际在主变无事故时误动作了.为什么？我们经过调查分析：我厂一级电站是地下厂房，发电机、63 电机出口油开关，中控室都在地下厂房里，而主变压器和UOKV油开关却都在露天的升压站. 发电机出口与主变低压侧相联的6.3KV汇流排是经过1 多米长的山洞由厂房引到升压站的， 该汇流排是上下垂直排列沿山洞引出，汇流排额定运行电流约300A左右。主变差动保护110KV侧CT二次电流也是经该山洞由升压站引至厂房中控宝,平行走向达170米，这样一次汇流排对二次电缆芯就有了启应电压 在一次设备额定运行条件下实测的感应电压为IOV，电纷接地时通过继电器的电流为SA，感应电流通过整动继电器的线圈使之动作安匝为SAx13匝“104AW， 差动继电器的制动安匝为SAx3O2AW，而差动继电器的整定值为6匝，制动安匝很小，不起制动作用，故差动继电器会误动作。在正常时二次电纽芯虽然有感应电压。因构不成回路，所以继电器不会动作。当因绝缘扫坏造成电线接地差动继电器构成回路，差动继电器线圈有电流通过，当然就会造成差动继电器误动了。为防止一次设备对二次设备启应电压过高，造 成保护误动，在电厂电气设备设计、安装时应考虑一次大电流的汇流排与保护用二次电缩不应近距离平行走向。因实际情况无法荟免一、二次设备近距离平行效没时. 可将一次汇流排用三相电力电缆代替，或将三相汇流排等分三段在两处换相排列；这样在二次电缩芯虽有启应电压，但一条芯线感应有三相电压， 自然就会相消了。还有就是将二次电翁换成屏蔽电缩.屏蔽电缩且然也有感应电压存在，但总会小的很多。 一级电站x2主变差动保护， 因一次汇流排C相对二次电缆芯的启应电压过高造成误动作后，我们首先是将二次电缩位移了一个距离，使二次电统离一次汇流排C相由原来的的厘米增加到80厘米，一次对二次电缩芯的感应电压由原来的10V降为3V。有些电缩相应换了屏蔽电缩。一些二次电纷进行了更新，使二次回路绝缘有了明显的提高。做了这些措施以来，一次设备对二次设备的启应电压虽没有根本消除，继电保护再没有因感应电压而误动作过。 [1]