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      某變電站主變保護(hù)動(dòng)作分析

      2020-02-28 01:59:10馮建偉
      水電站機(jī)電技術(shù) 2020年1期
      關(guān)鍵詞:錄波相電流主變

      馮建偉,萬(wàn) 路

      (華能瀾滄江水電股份有限公司苗尾·功果橋水電廠(chǎng),云南 大理672708)

      0 引言

      某水電站裝機(jī)容量4×225 MW,保證出力151.3 MW,年發(fā)電量40.41億kW·h,年利用小時(shí)數(shù)4 490 h。工程主要任務(wù)以發(fā)電為主,按無(wú)人值班設(shè)計(jì)。110 kV某變電站作為該水電站建設(shè)時(shí)期的施工電源,在電站建設(shè)結(jié)束后作為該水電站廠(chǎng)用電系統(tǒng)外來(lái)電源,對(duì)于廠(chǎng)用電系統(tǒng)可靠性具有重要意義。

      筆者通過(guò)對(duì)110 kV某變電站2號(hào)主變低壓側(cè)短路故障現(xiàn)象、影響及理論分析,綜合主變差動(dòng)保護(hù)裝置在故障時(shí)刻電氣量、故障錄波電氣量的相互印證,計(jì)算分析、判斷主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的正確性及可能的故障點(diǎn)。

      1 事件經(jīng)過(guò)

      2018年12月24日10:56,110 kV某變電站監(jiān)控報(bào)出“<?jí)螀^(qū)>計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS 2號(hào)整流柜異常、400 V 1號(hào)機(jī)組b段進(jìn)線(xiàn)斷路器4312分閘、400 V 1號(hào)機(jī)組自用電a、b段聯(lián)絡(luò)斷路器4310合閘、400 V第1組照明用b段進(jìn)線(xiàn)斷路器4512分閘、400 V第1組照明用a、b段聯(lián)絡(luò)斷路器4510合閘、400 V第4組公用電b段進(jìn)線(xiàn)斷路器4642分閘、400 V第4組公用電a、b段聯(lián)絡(luò)斷路器4640合閘、400 V第1組公用電b段進(jìn)線(xiàn)斷路器4612分閘、400 V第1組公用電a、b段聯(lián)絡(luò)斷路器4610合閘”、信號(hào)報(bào)出后立即通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面檢查發(fā)現(xiàn)10 kV廠(chǎng)用電Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ段電壓均為零。

      運(yùn)行值班人員隨即對(duì)全廠(chǎng)設(shè)備進(jìn)行檢查,檢查發(fā)現(xiàn),12月 24日 10:56:15,某變電站 110 kV 2號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)變電站10 kVⅡ段進(jìn)線(xiàn)002斷路器及110 kV 2號(hào)主變高壓側(cè)102斷路器,導(dǎo)致10 kV廠(chǎng)用電Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、變電站10 kVⅡ段失電。

      2 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

      該變電站110 kV 2號(hào)主變轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)后,專(zhuān)業(yè)人員對(duì)某變電站110 kV 2號(hào)主變保護(hù)屏內(nèi)保護(hù)裝置運(yùn)行情況及二次接線(xiàn)、電流互感器至保護(hù)屏二次回路進(jìn)行了檢查。

      2.1 繼電保護(hù)裝置檢查情況

      該變電站110 kV 2號(hào)主變配置南瑞繼保型號(hào)為PCS-9671 N的變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置,裝置于2015年5月投入運(yùn)行后未發(fā)生任何回路、硬件缺陷與異常。

      依照編號(hào)為《110 kV某變電站-110 kV 2號(hào)主變-PCS-9671 N差動(dòng)-201501》的定值單對(duì)該變電站110 kV 2號(hào)主變保護(hù)裝置定值進(jìn)行檢查,裝置現(xiàn)行定值與定值單完全一致。

      經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn),該變電站110 kV 2號(hào)主變配置南瑞繼保型號(hào)為PCS-9671 N的變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置比率差動(dòng)保護(hù)及差動(dòng)速度保護(hù)功能正常。

      2.2 保護(hù)電流回路檢查情況

      PCS-9671 N變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置使用的兩組電流量分別為主變高壓側(cè)電流互感器1 LH線(xiàn)圈(100/5 10 P20級(jí))和主變低壓側(cè)12 LH線(xiàn)圈(1000/5 10 P20級(jí))。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查,電流互感器1 LH線(xiàn)圈二次接線(xiàn)經(jīng)102斷路器端子箱轉(zhuǎn)接后接入2號(hào)主變保護(hù)屏,端子接線(xiàn)緊固,主變低壓側(cè)12 LH線(xiàn)圈二次接線(xiàn)經(jīng)002斷路器柜內(nèi)端子排轉(zhuǎn)接后接入2號(hào)主變保護(hù)屏,端子接線(xiàn)緊固。

      為確保CT二次回路正常,采用繼電保護(hù)測(cè)試儀由102斷路器端子箱、002斷路器柜內(nèi)端子排進(jìn)行保護(hù)裝置采樣測(cè)試,保護(hù)裝置采樣正常,CT二次回路并不存在異常。

      主變高低壓側(cè)電流分別接入保護(hù)裝置一側(cè)、三側(cè)電流通道,進(jìn)行差動(dòng)計(jì)算,主變?yōu)閅D11接線(xiàn)方式,保護(hù)裝置設(shè)備參數(shù)定值項(xiàng)與此一致,如圖1所示。

      圖1 差動(dòng)保護(hù)定值

      2.3 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作正確性檢查

      由PCS-9671 N變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置整組動(dòng)作報(bào)告可見(jiàn)(圖2),保護(hù)動(dòng)作時(shí),A、B相差動(dòng)電流為6.624Ie和6.628Ie,均大于差動(dòng)速動(dòng)定值6.5Ie。

      圖2 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作報(bào)告

      3 故障類(lèi)型分析

      3.1 繼電保護(hù)波形分析

      通過(guò)檢查保護(hù)動(dòng)作時(shí)的保護(hù)波形,見(jiàn)圖3,主變高壓側(cè)電流在故障時(shí)刻突然增加,A、B相差流幅值相等、相位相反,主變高壓側(cè)電流A、C相電流幅值、相位均相等且為B相一半,判斷為A、B相間短路故障。

      圖3 差動(dòng)保護(hù)波形

      3.2 故障錄波波形分析

      通過(guò)檢查保護(hù)動(dòng)作時(shí)的保護(hù)波形,如圖4,故障時(shí)刻主變低壓側(cè)A、B相電壓下降,主變高壓側(cè)電流A、C相電流幅值、相位均相等且為B相一半,低壓側(cè)三相電流均為0,則從波形取點(diǎn)計(jì)算如下:

      IA=9 A∠0°,IB=17.4 A∠180°,IC=8.45 A∠0°;

      Ia=0 A,Ib=0 A,Ic=0 A。

      則高壓側(cè)校正電流為:

      可見(jiàn),A、B相電流幅值基本相等,且方向相反,C相電流較小,符合A、B相相間短路故障的特點(diǎn)。

      4 故障位置判斷

      通過(guò)查看故障錄波,如圖5、6所示故障時(shí)刻主變高壓側(cè)三相電壓正常,無(wú)明顯畸變,低壓側(cè)A、B相電壓降為0。故障時(shí)刻主變高壓側(cè)電流A、C相電流幅值、相位均相等且為B相一半,低壓側(cè)三相電流均為0。

      圖4 故障錄波波形

      圖5 主變高低壓側(cè)電壓波形

      首先主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作,故障點(diǎn)位于主變差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi),主變高壓側(cè)三相電壓正常,無(wú)明顯畸變,故障點(diǎn)位于主變低壓側(cè)CT以上區(qū)域,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,封閉母線(xiàn)橋是重點(diǎn)檢查區(qū)域。打開(kāi)封閉母線(xiàn)橋發(fā)現(xiàn)主變低壓側(cè)架空母線(xiàn)存在A(yíng)、B相短路的現(xiàn)象。

      圖6 主變高低壓側(cè)電流波形

      5 結(jié)語(yǔ)

      本文通過(guò)對(duì)保護(hù)裝置錄波、故障錄波裝置錄波數(shù)據(jù)以及其他故障電氣量的綜合分析,計(jì)算故障時(shí)的主變高、低壓側(cè)電流,判斷故障區(qū)域與故障類(lèi)型,有助于準(zhǔn)確判斷故障范圍,方便對(duì)于電氣設(shè)備故障點(diǎn)的查找。

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