如何利用微機保護裝置做發電機短路試驗

劉學強

(華電四川發電有限公司內江發電廠，四川內江641005)

從繼電保護專業角度看，發電機短路試驗相當于用一次設備加電流的方法來檢驗二次回路接線的完整性、正確性。對于以前使用的晶體管型發變組保護裝置，傳統的方法是:在電流二次回路中串入電流表，在電壓二次回路上并接電壓表，并用鉗形相位表進行相位測試。這樣操作不僅費時，而且也不安全，容易造成CT二次開路、PT二次短路。對于現在的微機保護裝置，我們應充分結合其功能特點，通過對所獲取的數據進行分析計算，從而達到判斷保護二次回路完整性、正確性的目的。筆者以我廠一臺200MW機組(發變組保護為南自廠生產的WFBZ－01型保護)為例進行介紹(圖1)。

圖1 電氣主接線圖

1 試驗目的

檢查發變組保護各組電流互感器二次回路接線的完整性、正確性并判斷發電機差動、發變組差動、高廠變差動保護二次極性的正確性。

2 發電機短路試驗應具備的條件

(1)發電機大修結束或新安裝完成，質量符合標準及要求;(2)發變組保護靜態調試結束，勵磁系統靜態調試結束;(3)發電機定、轉子回路，主、副勵磁機及勵磁回路絕緣滿足要求;(4)發電機氫氣冷卻系統及定子水內冷系統正常;(5)主變、高工變冷卻系統運轉正常;(6)發電機轉速穩定在3000r/min;(7)拆除發電機保護啟動失靈保護回路;(8)在母差保護屏上將該發電機進入母差保護的CT二次回路短接。

3 試驗檢查項目、操作步驟及注意事項

發電機短路試驗通常包含三個短路點試驗:即發電機出口短路、發變組高壓側短路、高廠變低壓側短路。筆者以發變組高壓側短路為例進行闡述，其他短路點試驗方法類似。

(1)如何通過對各電流通道幅值進行分析判斷電流回路的完整性。

操作保護屏上各層的撥輪開關，調出各保護電流通道，手動增加勵磁使發電機電流為30%Ie時，觀察各電流通道顯示值。由于試驗所需監測電流通道較多，而WFBZ－01型保護裝置界面顯示有限，故需采用切換方式依次觀測各組電流值。同一組CT的三相電流值應基本相等，如發現某相無流或各相電流相差太大，則存在CT二次開路或電流通道異常的可能，應立即將發電機電流降為零，跳開滅磁開關，查明原因處理后方可繼續進行試驗。

手動增加勵磁使發電機電流升至額定值。讀取各電流通道值并填于表1進行分析。

表1 CT電流通道測試值表

需要強調的是:對于發變組差動保護來說，由于主變為接線，其高、低壓一次電流之間有30°的角差。為消除主變高低壓側角差對發變組差動保護的影響，通常對主變高壓側(Y側)CT采用Δ型接線，對主變低壓側(Δ側)CT采用Y型接線。經過如此轉換后，主變高低壓側二次電流的相角即一致了，但主變高壓側(Y側)的二次電流幅值卻增大了倍。所以，當主變高壓側差動CT(16LH)采用三角形接線時，則該通道顯示應為

(2)如何通過對電流采樣值進行分析，判斷各保護CT相序的正確性。

維持發電機電流在額定值，操作保護裝置面板、輸入命令，分別打印出各組保護CT二次電流采樣值如表2所示。

表2 CT二次電流采樣值表

以下對采樣值進行分析判斷:

①表中所列采樣值之和應近似為零，即IA1+IB1+IC1=0。

②表中各行中應有兩個大小相等、正負相反的最大采樣值，其間隔正好6個采樣點。

③采樣值IA1=IB5=IC9。

如果上述三個條件同時滿足，則CT二次回路相序為正序;如果IA1=IC5=IB9，則CT二次回路相序為負序，可能是CT二次回路相序接錯，應查明原因并進行處理后再進行試驗。

(3)如何通過對差流進行分析判斷各組差動保護CT極性的正確性。

維持發電機電流為額定值，撥動撥輪開關，分別調出發電機差動和發變組差動的各相差流顯示通道，記錄A、B、C各相差流并進行分析。正常情況下，各相差流等于零或很小;當差動CT二次額定電流為5A時，各相差流應小于0.1A;當差動CT二次額定電流為1A時，各相差流應小于0.02A。

對于發電機差動保護，如差流有些偏大，多數原因是在靜態調試時兩側電流通道未完全調平衡;對于變壓器差動，差流偏大的原因除了通道平衡外，還有可能是變壓器實際運行的分接頭位置與額定電壓有偏差。這些因素在差動保護定值整定時是考慮到了的，屬正常的不平衡電流，不會引起差動保護的誤動。

如果發現差流很大，引起差動保護動作，這種情況多數都是差動CT二次極性接反，應馬上調出差動保護兩側CT的采樣值進行對比分析。正常情況下，差動兩側同相CT二次電流極性應相反(即相角差180°)。若不正常，則應將發電機電流降至零，跳開滅磁開關，選擇容易交換極性的一側CT進行換接。換接CT極性一定要有現場經驗豐富的人在場監護，以防止CT二次開路。處理完畢，重新升電流進行試驗。差動保護不再誤動，各相差流均近似為零，說明差動保護CT極性正確。

4 結語

綜上所述，在整個發電機短路試驗中，沒有像傳統的試驗方法那樣在保護屏上串接表計，而是通過對保護裝置各電流通道的幅值、采樣值以及差流值進行記錄、計算、分析，從而達到了檢查各組保護CT二次回路接線的完整性、正確性的試驗目的。與傳統的試驗方法相比，其具有更好的安全性和經濟性。