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电压互感器二次反充电造成发电机掉闸探讨

        摘 要:电压互感器二次反充电会使运行中的保护装置失去交流电压,造成保护的误动或拒动,某发电厂发生一起由于电压互感器二次反充电造成保护动作发电机掉闸的事件。分析这一事件的原因,比较两种失磁保护原理的优劣,提出改进发电厂厂用电备自投回路的方案。

  1 系统及运行方式说明

  系统为220KV系统,正常运行方式下,#01启备变作为#1、#2机厂用电备用电源,#02启备变作为#3、#4机厂用电备用电源,如图1:

   #01、#02启备变保护采用电磁式继电器保护,#3机的备自投回路采用继电器接点联琐回路,YJJ、YZJ-A、YZJ-B作为厂用电备用电源监察继电器;#4机的备自投回路采用DCS[1]快切卡件,它需要取系统A相电压作为启备变电压监察判断量,若系统电压消失,则快切卡件会闭锁,#4机的厂用电备自投功能自动退出,而快切卡件所取的系统电压则是#02启备变运行于I母时经I母刀闸切换(1ZZJ)后或者是运行于III母时经III母刀闸切换(2ZZJ)后的系统电压,如图2:

图中1G为262 I母刀闸,2G为262 III母刀闸,+KM、-KM为262开关控制回路电源。因此在#02启备变转为检修状态前应将1ZZJ(为#4机快切卡提供I母线系统电压)用纸片垫住,同时将继电器YZJ-A、YZJ-B(供#3机厂用电备用电源监察使用) 用纸片垫住,以保证运行人员操作#01启备变作为#3、#4机厂用电备用电源时的备自投回路畅通。选择垫1ZZJ而不垫2ZZJ是因为在#02启备变送电前可能需要腾空III母,利用母联3开关串代262开关对其进行充电和电流二次回路相量测试。

  2 事件经过

  2005年4月25日,#02启备变高压侧262开关大修结束,由于此次大修更换了三相SF6 CT,因此#02启备变在转为热备用前需腾空III母,用母联3开关串带262开关测相量。在运行人员腾空III母后合上262 III母刀闸的同时,运行于I母的#1发电机掉闸,检查#1发变组保护屏有“失磁t1”保护动作信号。

  3 原因分析

  这是一起由于电压互感器二次反充电造成保护动作的事件。通过电压互感器二次向不带电的母线充电称为反充电,对于220KV电压互感器,变比为220/0.1,停电的一次母线(III母)即使未接地,其阻抗(包括母线电容及绝缘电阻)虽然较大,假定为1MΩ,但从电压互感器二次侧看到的阻抗只有1000000/(2200)2≈0.2Ω,近乎短路,故反冲电流较大(反冲电流主要决定于电缆电阻及两个互感器的漏抗),将造成运行中的电压互感器二次侧小开关跳开或熔断器熔断。在#02启备变停电前,将I母电压切换继电器1ZZJ用纸片垫住,在运行人员合262 III母刀闸前将纸片取下,但是1ZZJ继电器机构卡涩,闭合的接点并没有打开,运行人员合上262III母刀闸后III母电压切换继电器2ZZJ动作吸合,通过继电器1ZZJ和2ZZJ将I母二次电压和III母二次电压并列,I母二次电压通过III母PT二次向不带电的III母反充电,造成I母PT二次小开关跳开,220KV母线电压波动,此时运行于I母的#1发电机运行状态为:有功205MW、无功21Mvar、转子电压224V,系统电压和转子电压均低于#1发变组保护装置(南自WFBZ-01)中失磁保护低电压整定值,如图3。

   此原理中系统电压没有TV断线判据,而且系统电压低,整定值没有设置门槛值,因此TV断线时保护装置可能会认为是系统电压低,此时#1发电机所发无功较少,相应的转子电压较低,图中可以看出,系统电压低与转子电压低满足失磁t1保护的条件,加之失磁保护整定值Kf[2]=0.35偏低,造成#1发电机解列。

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