啟備變分支零序過流保護的整定計算及邏輯優化

蒲小琴

（大唐信陽華豫發電有限責任公司 河南信陽 464000）

啟備變分支零序過流保護的整定計算及邏輯優化

蒲小琴

（大唐信陽華豫發電有限責任公司 河南信陽 464000）

本文以一臺啟備變分支零序過流保護的動作分析為背景，通過梳理啟備變分支零序過流保護的整定計算過程，探討啟備變與高廠變分支過流保護之間的配合。反思啟備變在經常運行方式下，啟備變分支零序過電流保護的控制邏輯是否有值得優化的必要。

啟備變分支零序過流保護；整定計算；邏輯優化

1 概述

變壓器的接地方式直接影響著零序電流的分布和大小。本文以一臺型號為SFFZ10-CY-63000/220，容量為63MVA，電壓比230kV/6.3kV等參數的啟備變為例。該啟備變低壓側中性點采用中阻接地方式。為兩臺660MW超超臨界機組的廠用電系統提供備用電源。多次出現分支零序過電流保護動作。啟備變保護采用兩套南瑞的RCS-985T型的保護。下面就以其中一次啟備變分支零序過電流保護動作為背景，深入探討啟備變零序過電流保護的整定與邏輯優化。

2 動作情況

某天14：30：26：367該啟備變保護A、B柜均報“B分支零序過流Ⅰ段、B分支零序過流Ⅱ段”保護動作；跳閘燈亮；分相操作箱兩組跳閘燈亮。啟備變高壓側開關跳閘。

啟備變A、B柜保護柜：保護啟動2.303s后B分支零序Ⅰ段保護動作，出口跳開3B、4B分支開關；保護啟動2.710s后B分支零序Ⅱ段保護動作，出口跳開高壓側開關、3A分支開關、4A分支開關并啟動失靈。故障時，高低壓電壓值均為107V（保護取線電壓），高低壓側各相電流均為零，只有B1分支的零序電流3I0為1.39A。

啟備變3B分支B相電壓模擬量突變啟動，發現啟備變低壓側3B分支和4B分支的A相電壓由62.50V最高變至104.28V；B相電壓由62.62V最高變至105.808V，C相電壓由62.44V最低降至3.943V；啟備變B分支零序電流最大變至1.67A左右，折算至一次值為33.4A，且零序電流的產生存在間斷。

3 分析

定值：起備變B分支零序過流Ⅰ段定值為：0.9A/1.0s，出口方式為0451（啟動跳3B分支、4B分支、保護動作信號出口繼電器），Ⅱ段定值為：1.1A/1.4s，出口方式為047F（跳高壓側、高壓側啟動失靈、跳3A分支、跳3B分支、跳4A分支跳4B分支、保護動作信號等出口繼電器動作）。

根據以上信息分析，可知當時啟備變B分支零序電流大于保護定值，所以B分支零序過流保護動作，I段時間短先出口跳開B分支，由于故障點在3B、4B分支開關上口，分支開關一直處于分閘狀態，所以故障點仍然存在，Ⅱ段動作跳開啟備變各側開關。從故障錄波的波形可以看出，零序電流的產生存在間斷，說明先發生閃絡間歇性接地，后直接電弧擊穿發展為直接接地。

結論：打開封母發現啟備變B分支封母檢查，C相確有接地故障。分支零序Ⅰ段動作后故障仍然存在，零序Ⅱ段保護啟動，跳開高壓側開關，保護屬于正確動作。從動作時間和波形可以看出，在啟動過程中有兩次閃絡發生，第三次發生擊穿保護動作，零序Ⅰ段時間2.303s和零序Ⅱ段時間2.710s大于定值一段時間1.0s和二段時間1.4s，是因為零序電流有間斷，保護存在中間返回現象。

4 問題及整改措施

4.1 啟備變零序過電流保護的整定計算的方法

啟備變低壓側所帶負荷均為6kV廠用電。6kV廠用電屬于中性點非直接接地電網。小接地電流系統的接地形式很多，但是零序流、零序電壓、零序功率的特點都相同。而分支零序過流保護的零序電流取自啟備變壓器中性點零序電流互感器TA0二次電流3I0的二段零序過電流保護，其第一段跳啟備變低壓側分支斷路器，第二段跳啟備變高低壓側開關并啟動失靈。

4.2 啟備變分支零序過流保護及高備變分支零序過流保護之間的整定關系與配合

從啟備變整定計算過程來看，啟備變零序過電流保護的整定計算都是以帶負荷后的運行方式考慮的。與高廠變分支零序過流保護的整定是一致的。往往我們就盲目的將這兩個保護定值整定一樣。與多個廠溝通交流發現：這兩個零序過電流保護針對同一段負荷進行整定，定值一樣，在一些特殊情況下，出現過兩個保護同時動作的現象。雖然二者的出口方式有所不同。但是同一時刻出現兩個保護同時動作，不能體現繼電保護的選擇性。不利于故障分析與判斷。

以我廠啟備變零序過電流保護整定為例：由于這兩個變壓器帶相同的負載，整定計算的動作值一樣，不一樣的是動作時間。

我廠6.3kV側接地短路零序電流主要取決于中性點接地電阻（100Ω）。

為此零序過流保護的靈敏系數Ksen≥2.0，靈敏系數是2.0。

則其一次零序過電流保護動作電流應為：Iop.0≤36.37/2.0=18.19A

正確合理的整定保護定值是保護正確動作的關鍵。在整定過程中，我們應全方位的考慮設備可能出現的各種故障現象。通過正確的整定保護定值計算，合理的調整保護之間的配合，從而達到保護能迅速的切除故障與保護設備。即使有些故障出現的幾率很小，但我們不能排除故障出現的可能性。

4.3 啟備變保護控制邏輯的優化

啟備變保護的定值整定往往考慮的是帶載情況下，未能考慮到啟備變大部分時間處于熱備用狀態，一旦低壓側發生接地故障時，不能迅速的切除故障。影響電網的安全穩定運行。正如之前的故障，處于熱備用狀態的啟備變低壓側發生間歇性接地故障。保護的啟動元件存在中間返回的現象。第Ⅰ段零序過電流保護動作出口后未能及時的切除故障，后經延時t2，零序過電流Ⅱ段動作出口把故障切除。這樣以來，切除故障的時間就變長。不能體現繼電保護動作的快速性。

5 總結

繼電保護的基本要求有可靠性、選擇性、快速性、靈敏性。這些要求之間，有的相輔相成，有的相互制約，需要針對不同的使用條件，分別進行協調。但是最終的目的都是為了自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞，保證其他非故障元件迅速恢復正常運行。

[1]張柳，解奎元，王麗君.大型火電廠變壓器分支零序保護誤動案例分析.電力系統保護與控制，2010，12.

[2]張曉倩.啟備變掉閘事故分析及其應對策略.能源與節能，2013，11.

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2016-1-11