發(fā)變組縱差保護調(diào)試注意事項

馬靜　焦維亮　周堯

摘要：本文通過對發(fā)變組保護系統(tǒng)中縱差保護的分析，結(jié)合現(xiàn)場工作經(jīng)驗，提出了差動保護現(xiàn)場調(diào)試的注意事項。

關(guān)鍵詞：縱差保護;定值;調(diào)試

縱差保護作為發(fā)變組裝置的主保護，能在發(fā)電機、變壓器等主設(shè)備發(fā)生故障時迅速動作切除故障，是保證設(shè)備安全運行、實現(xiàn)故障切除的第一道保護，具有動作響應(yīng)快、可靠性要求高等特點，在日常檢修、巡檢中需重點對其進行校驗和檢查。

1縱差保護的特點

縱差保護采用被保護設(shè)備兩側(cè)的電流作為判據(jù)，通過比較被保護設(shè)備兩側(cè)電流的大小和方向來判斷是否有故障發(fā)生為保證縱差保護在外部故障產(chǎn)生較大的不平衡電流時可靠不誤動，可采用變斜率比率特性縱差保護（如下圖所示），其中坐標(biāo)橫軸IZ表示制動電流，坐標(biāo)縱軸Id表示縱差電流，Iq表示啟動電流，KZ表示比率系數(shù)，IS表示速斷電流。

變斜率縱差保護的動作特性圖

保護動作特性將動作平面分為制動區(qū)、比率動作區(qū)和速斷動作區(qū)，正常運行時，設(shè)備運行于制動區(qū)，保護不動作;當(dāng)發(fā)生故障時，縱差電流迅速增加，制動電流減少，設(shè)備就運行于比率動作區(qū)或速斷動作區(qū)，縱差保護動作。比率制動特性的優(yōu)點是在區(qū)內(nèi)故障時具有較高的動作靈敏度，而區(qū)外故障時有較強的躲過暫態(tài)不平衡差流的能力。

2縱差保護調(diào)試注意事項

2.1CT極性

從縱差保護的原理可以看出，保護輸入CT的極性正確是縱差保護能正確工作的基礎(chǔ)，但是不同廠家生產(chǎn)的縱差保護電流接法存在一定的差異，就筆者的現(xiàn)場使用來看，國電南自DGT801A系列發(fā)變組保護發(fā)電機、變壓器縱差保護均采用180°接線方式，即兩側(cè)電流是反極性輸入保護裝置;而南瑞繼保PCS985系列發(fā)變組保護裝置中變壓器縱差保護采用180°接線方式，發(fā)電機縱差保護采用0°接線方式，即兩側(cè)電流是同極性輸入保護裝置。

在新安裝或技改更換發(fā)變組保護裝置前一定要確認(rèn)縱差保護用CT極性，若與現(xiàn)場不一致要對CT極性進行調(diào)整，同時在改造完成后需進行短路升流試驗確認(rèn)CT極性的正確性。

2.2發(fā)電機縱差保護分支系數(shù)

對于大型水輪發(fā)電機組，其定子通常采用多分支結(jié)構(gòu)，如某電廠定子采用三相六分支結(jié)構(gòu)，中性點每一分支CT變比為15000：1，機端CT變比為30000：1，導(dǎo)致接入保護裝置的中性點CT二次電流和為機端CT二次電流的2倍，不滿足縱差保護的條件，因此在縱差保護內(nèi)部需設(shè)置分支系數(shù)，不同廠家生產(chǎn)的保護設(shè)備對于分支系數(shù)的設(shè)置也不一樣，國電南自DGT801A系列發(fā)變組保護采用機端電流分支系數(shù)為2，南瑞繼保PCS985系列發(fā)變組保護采用中性點分支系數(shù)0.5。

在進行縱差保護定值校驗時，要分清楚分支系數(shù)的設(shè)置，在用試驗儀器加入模擬量時需要在相應(yīng)側(cè)乘以分支系數(shù)。

2.3制動電流

制動電流作為縱差保護比率特性的重要參數(shù)，不同廠家、不同功能的縱差保護的制動電流選擇存在差異。例如南瑞繼保PCS985系列發(fā)變組保護裝置變壓器縱差保護制動電流取自變壓器兩側(cè)電流矢量差，即IZ=I·1-I·2/2，國電南自DGT801A系列發(fā)變組保護裝置變壓器縱差保護制動電流取兩側(cè)電流的最大值，即IZ=maxI·1、I·2。

在進行縱差保護比率制動特性的校驗過程中，要分析其制動電流的選取方式，避免張冠李戴造成保護校驗失敗。

2.4比率系數(shù)校驗

對于變斜率縱差保護，由于其比率系數(shù)是變化的，其校驗存在一定的難度。

從前述分析可以發(fā)現(xiàn)，變斜率縱差保護比率動作區(qū)可分為變斜率部分（起始斜率～最大斜率）和固定斜率部分（最大斜率），那么在比率系數(shù)校驗中可以采用校驗4～5個點，分別為起始斜率、中間斜率、最大斜率，其中中間斜率應(yīng)在起始斜率和最大斜率之間。對于中間斜率部分兩側(cè)電流的計算推薦南瑞繼保研制的一款“985Calculation”軟件，輸入相應(yīng)的參數(shù)即可計算出兩側(cè)電流值，非常方便。

2.5速斷定值校驗

縱差保護速斷功能的主要作用是當(dāng)區(qū)內(nèi)放生嚴(yán)重故障導(dǎo)致CT嚴(yán)重飽和后，不經(jīng)制動特性直接動作，因此其定值通常較大，在校驗速斷定值過程中為了避免制動區(qū)的干擾需要加很大的電流，那么如何避免制動區(qū)的干擾呢？

可采用修改定值來減少或避免制動區(qū)的干擾，如抬高啟動定值和增大比率系數(shù)，這樣就減小了制動區(qū)，增大了速斷區(qū)，便于速斷定值的校驗，極端情況下，抬高啟動定值至大于速斷定值，這樣就消除了制動區(qū)，避免了制動區(qū)對速斷定值校驗的干擾。

3結(jié)論

作為發(fā)變組系統(tǒng)安全可靠運行最重要的保護屏障，縱差保護的維護及校驗不能有絲毫的馬虎，工作人員一定要認(rèn)真研讀廠家說明書，充分掌握縱差保護的特點，現(xiàn)場校驗時要厘清思想，做好不同原理縱差保護校驗方法的區(qū)分，防止張冠李戴導(dǎo)致校驗錯誤。

參考文獻：

[1]PCS-985GW大型水輪發(fā)電機保護裝置說明書[M].南京：南京南瑞繼保電氣有限公司，2018.

[2]DGT801系列數(shù)字式發(fā)電機變壓器組保護裝置技術(shù)說明書[M].南京：國電南京自動化股份有限公司，2011.

[3]DL-T684-2012大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導(dǎo)則[S].

作者簡介：馬靜（1987-），男，四川成都人，工程師，一直從事水力發(fā)電廠繼電保護工作。