發變組保護中復壓記憶過流保護的應用

孫喜萍

【摘? 要】本文針對三起不同的由復壓過流保護誤動，導致擴大事故范圍的案例，總結其事故原因和相應解決措施，并密切結合相關規程，綜合分析了在發電機變壓器組保護中復壓記憶過流保護的應用，對保護配置提出了簡潔有效的技術建議和解決方案，避免相關保護配置誤區再次出現。

【關鍵詞】復壓過流保護;電流記憶功能;應用

1 銅川某電廠事故分析

華能銅川電廠一期#1機組以發電機-變壓器單元接線接入330kV升壓站，升壓站采用雙母線接線方式。#1機組設復合電壓記憶過流保護作為發電機、變壓器、高壓母線和相鄰線路故障的后備保護。其保護出口為第一時限跳母聯斷路器，第二時限跳主變高壓側斷路器。

2008年12月6日，陜西銅川電廠在進行#1發變組空冷島水沖洗工作時，引起#1變壓器高壓側B相避雷器發生閃絡，#1發變組保護主變差動速斷保護動作，出口全停，正確跳開主變高壓側3301斷路器。約2.7s后，#1發變組保護發電機過流I段保護動作，出口跳開高壓側母線聯絡開關3300斷路器。

經事故后分析故障錄波數據，由于B相避雷器對地短路，產生了巨大的故障電流，主變B、C相差動電流達到12倍額定電流，使得主變差動速斷保護正確動作并出口，使故障點與系統隔離。主變差動速斷動作之后，跳開主變高壓側開關且發電機滅磁，使機端電壓迅速衰減，同時故障電流也逐漸衰減。當短路故障發生時，故障電流滿足復壓過流保護的電流條件，電壓同樣滿足復合電壓條件，保護啟動。由于電流記憶功能，且電壓條件一直滿足，所以當延時滿足后，復合電壓過流保護動作出口，跳開母聯斷路器，使事故范圍擴大。

此次事故由于保護邏輯為考慮到電流記憶功能對發電機解列后復壓過流保護所造成的持續影響，及跳閘出口的不當設置，導致保護誤動作。針對這次事故現場的解決方案有：1、修改保護邏輯，增加發變組并網狀態閉鎖至發電機過流I段保護邏輯中，使保護動作斷路器跳開后后備保護不再動作;2、修改定值，取消發電機記憶過流保護I段跳母聯出口方式。

2 甘肅某水電廠主變復壓過流保護誤動事故

當事故發生前，所有機組和線路均倒至乙母線運行，母聯斷路器在合位，準備由甲母線進行1號主變壓器沖擊試驗。

1號主變按照計劃需進行大修后的三次沖擊試驗，根據實驗方案投入其中性點刀閘及所有變壓器保護，合上主變高壓側母線刀閘。第一次沖擊試驗正常完成，在進行第二次沖擊合閘試驗時，主變復合電壓過流保護動作，母聯斷路器跳閘，主變高壓側開關跳閘。立即停止沖擊試驗并進行一、二次設備檢查，并沒有發現異常現象。

事故后分析結論認為，第二次沖擊試驗時其勵磁涌流較大，而主變差動保護被其采用的諧波制動及波形判別正確制動。但是其勵磁涌流大小滿足了變壓器復壓過流保護電流元件動作值，雖然持續很短時間但仍被記憶功能記憶，而保護復合電壓元件所采用的機端電壓為零，導致了復壓過流保護誤動作。電廠針對此次事故采取的措施：在主變復壓過流保護邏輯中增加主變差動保護動作閉鎖。

3 江西某電廠發電機復壓過流保護誤動事故

事故發生前#2發電機并網運行，#1發電機停運，主變和另外兩臺變壓器帶電運行。2009年3月23日，事故發生原因是6kV高壓開關室發生爆炸，#2發電機WFB-811型保護裝置比率差動保護動作、復壓過流保護I時限動作、復壓過流保護II時限動作。#2發電機出口斷路器跳閘，主變高壓側開關跳閘，兩臺變壓器開關跳閘。

根據現場檢查狀況和保護動作報告分析，事故是由于#2發電機轉子回路直流短路使勵磁變高壓側電流突增，造成高壓保險爆炸產生弧光，引發三相短路，所以差動保護正確動作切除故障。而延時4.3s后，發電機復壓記憶過流保護I時限動作，跳開主變高壓側開關，延時4.9s后，復壓記憶過流保護II時限動作，跳開兩臺變壓器。故障發生時，故障電流滿足發電機復合電壓過流定值，而由于投入電流記憶功能，所以當差動保護動作跳開出口斷路器機端電壓消失后，復壓過流跳閘條件滿足，出口經延時跳開相應開關。這種動作方式不必要地擴大了事故范圍，應當對其保護設置進行修正。

4 事故及規程分析

對這三起事故進行分析，可以看出它們都是在故障發生后主保護正確動作的前提下，復壓記憶過流保護按照原定的保護邏輯和出口方式進行動作，但是根據實際情況不應當動作而造成事故范圍擴大的誤動作。

在這三起事故中，問題的焦點聚集在兩個問題：（1）復壓過流保護電流記憶功能的使用;（2）復壓過流保護的出口方式。在《GB14285-2006-T 繼電保護和安全自動裝置技術規程》中規定：“自并勵（無串聯變壓器）發電機，宜采用帶電流記憶（保持）的低壓過電流保護”。而在《DLT684-2012 大型發電機變壓器繼電保護整定計算導則》中，發電機復合電壓過流保護條目下規定：“當發電機為自并勵勵磁方式時，電流元件應具有記憶功能，記憶時間稍長于動作時限;但是其動作時限及出口方式規定為：與主變壓器后備保護的動作時間配合，動作于停機”。可見，發電機復壓記憶過流保護是按照規程應當投入使用的，按照其邏輯設計可以起到相應保護功能。

同時可以看出，《導則》明確規定，發電機復合電壓過流保護應當動作于停機，而不應當出口動作于母聯斷路器或者其他相鄰斷路器。對于帶有或者不帶發電機出口斷路器的機組而言，沒有根本區別。這樣也就保證了即使后備保護誤動，也不會將事故擴大化。在上述江西某電廠事故和銅川電廠事故中，發電機復合電壓過流保護的出口都被整定跳開母聯或其他非本側斷路器，這與導則不相符，也是發變組保護定值計算工作中的一個傳統誤區。

對于由此問題延伸出來的另一個問題，即發電機后備保護在主保護動作后仍然可能動作，可以認為既然按照規程設定出口方式后，即使后備保護動作也不會將事故擴大化，那么有理由讓發電機復壓過流保護按照其設計意圖行使其后備保護的功能，沒有必要再去加入主保護動作閉鎖或并網狀態閉鎖邏輯。

另外，在《DLT684-2012 大型發電機變壓器繼電保護整定計算導則》中對相間后備保護的出口規定：“變壓器后備保護動作切除的原則為盡量縮小被切除的范圍，一般為先斷開分段、母聯斷路器，再斷開本側（對側）斷路器，最后斷開其他各側斷路器”。所以變壓器復壓過流保護出口跳閘母聯斷路器是正確的，但是如果變壓器復壓過流保護誤動作，其事故范圍就會被擴大，進而影響系統穩定運行，甚至造成更嚴重的后果。

5 總結

通過對三起保護誤動事故的總結分析和對相關規程規范的探討，基本可以認為關于復壓記憶過流保護問題的解決方案總結如下：

（1）發電機復壓過流保護應當投入電流記憶功能。

（2）發電機復壓過流保護出口為全停。

（3）變壓器復壓過流保護不應當投入電流記憶功能。

（作者單位：同煤塔山第二發電有限公司）