發變組保護常見故障研究

李永斌，朱浩銘

國電雙遼發電有限公司

發變組保護常見故障研究

李永斌，朱浩銘

國電雙遼發電有限公司

發變組保護經歷了“組合”構建裝置到數字型微機型的自動化程度、可靠性都比較高的保護裝置，雖然減少了很多保護裝置的故障問題，但是仍然無法完全避免。本文便通過故障實例列舉了一些常見的故障及其處理方法。

發變組；誤動；差動保護；匝間保護

1 發變組保護裝置的歷史變遷

八十年代，我國火電廠的發電機組單機容量普遍在200MW以下，其發變組保護并沒有整套的自動裝置，而是由數十個常規繼電器組搭配構建而完成相應的保護功能，相當于一個“組合裝置”。因此，當時的發變組保護談不上自動化，其可靠性相對較差，檢驗時所需的時間和人力投入也是遠遠超出現在的自動化保護裝置的數倍。

九十年代，單機容量越來越大，300MW及以上機組紛紛上馬。數字型微機型保護裝置應運而生并陸續投入使用。比如WF?BZ－01型微機發變組保護裝置就是由東南大學和南京電力自動化設備總廠聯合研制的600MW及以下容量發電機變壓器組成套微機保護裝置。

到本世紀，發變組保護裝置自動化程度越來越高，像原來的WFBZ－01型微機保護裝置已經無法滿足現場的需要。比它更先進的裝置也隨即產生。比如南京南瑞繼保電氣有限公司生產的RCS-985系列保護裝置，該裝置可謂是真正意義上的數字式發變組保護裝置，可用于大型的發變組保護，配置兩套該裝置就可以實現主保護、異常運行保護、后備保護的全套雙重化，操作回路和非電量保護裝置獨立組屏。

2 發變組保護裝置常見故障

2.1 簡單問題直接處理

發變組保護常見的故障問題有很多種，普通的故障問題解決辦法也比較直接而簡單。比如，因裝置電源插件不能進行正常供電引起的裝置故障。因為電源插件在正常情況下，都有一個誤差的區間范圍，在這個范圍內出問題不影響裝置運行，但是一旦誤差超過這個區間則使裝置的保護動作受到影響。避免這類問題比較簡單，只要定期對電源插件進行更換就可以了。一般5年左右一更換，但是不需要提前多年就備下備件，因為電源插件不適合長期儲備。再比如，發變組保護裝置的顯示屏顯示不正常。這種不正常雖然不能直接引起保護誤動之類的大問題，但是因為無法讓運行人員和檢修人員對數據進行正常監視，是一個安全隱患，因此對這類小故障也不能忽視。像這樣的問題只要聯系生產該裝置的廠家，將出現問題的顯示屏更換成同型號的、好用的新顯示屏即可。

然而，有些發變組保護裝置的故障并非如此簡單，需要進行的處理也要麻煩得多。

2.2 裝置不符合反措要求導致保護誤動

某火電廠自九十年代初便使用WFBZ－01型微機發變組保護裝置，雖然檢修與運行人員百般小心，但是因為其裝置自身的問題仍然沒能避免保護誤動情況的發生。2010年，該電廠發生了一起匝間保護誤動作事件。經檢查、分析發現，導致這次保護誤動作的原因是WFBZ－01型微機發變組保護裝置沒有功率方向閉鎖功能，這與當時上該保護時沒有采用具有更加先進技術的自動裝置有關。

為了避免此類事件的再次發生，最好的辦法就是盡快將這類不符合安全反措要求的老式微機發變組保護裝置更換成更加前沿的、自動化程度高、可靠性比較強的發變組保護裝置。

2.3 新型裝置邏輯問題導致保護誤動

上文提到RCS-985是比較新型的、自動化程度比較高的發變組保護裝置，完全符合安全反措要求，但是這套裝置在應用時，也會發生這樣或那樣的問題。

某電站便因為使用該保護裝置前沒有及時發現其后備保護邏輯有問題而導致保護誤動作，造成了一定的經濟損失。某電站的接線形式為雙母線，發變組后備保護采用電流記憶復壓過渡保護和主變零序保護。當發變組內部發生故障，主保護動作跳開主變高壓側斷路器后，機組在停機過程中由于后備保護延時不合理，便在主保護正確動作切除故障時，后備保護仍然動作跳開母聯斷路器，使停電范圍擴大。

解決此問題的關鍵便是解決后備保護的邏輯問題。先聯系廠家技術人員，對程序進行升級，同時修改保護動作邏輯，在發電機復合電壓過流I段繼主變并網狀態閉鎖保護出口邏輯處，增加了主變高壓側并網狀態、經主變并網狀態閉鎖投入這兩個重要的判據條件后再作用于零序過流保護跳閘，完美解決了原裝置邏輯的問題。

2.4 保護定值不合理導致保護誤動

某電廠發變組改造，由整流型保護裝置改成微機保護裝置，新裝置是RCS-985A型發變組保護，運行一段時間后，發變組保護來“高廠變差動保護啟動”信號，通過檢查發現所有的接線正常，通過試驗發現高廠變差動保護功能正常。但是，通過查看波形并計算發現了問題：各相最大差流相差不大，C相差流最大，B相差流最小。但是出現的時刻卻不相同。根據的比率制動曲線計算出的差動電流門檻均為0.61左右。而再根據比率差動特性圖，則發現C相差流為0.31倍額定電流，遠遠小于比率差動動作門檻的0.61倍額定電流，變斜率比率差動可靠制動。比率差動的定值為0.4倍額定電流，啟動時采用半波積分值和全波付錯濾波其波分量值，由于非同期分量影響，半波積分值啟動門檻約為差動定值的一半，即為0.2倍額定電流。所以保護會啟動。

為了進一步提高裝置的可靠性，可以考慮采用適當提高定值的方法，但是一定要注意不可以無限制地過度提高定值。還可以從改善差動保護的工作特性角度考慮采用VA特性較好的TA。

3 結束語

發變組保護是發電廠非常重要的設備之一，對電力系統的安全穩定運行起著不容忽視的作用。要想防止各類發變組保護故障的發生，一定要勤巡視、勤檢查，必須的時候還要根據實際情況對老化的裝置進行改造換型。但是，經驗告訴我們，無論多么先進的設備都需要聯系實際，使用前都要謹慎小心，多做調查研究，多與廠家溝通，要提高自己的技術水平、鑒定水平，不要一味地相信、依賴設備的先進性，導致因為新設備存在邏輯缺陷都不能及時發現而致使保護誤動事件的發生。

[1]顧范華.大型發變組保護若干問題的分析及新措施的探討[J].電源技術應用，2013（3）：163-164.

[2]黃中付.珠江電廠RCS-985型微機保護差動誤啟動分析[J].重慶電力高等專科學校學報，2010（03）:20-21