瀑布溝水電站6CB高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作分析

童 松,葉云虎，馬美香

（國(guó)電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 漢源 625304）

瀑布溝水電站6CB高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作分析

童 松,葉云虎，馬美香

（國(guó)電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 漢源 625304）

2009年12月10日,瀑布溝水電站500 kV第5串、第6串?dāng)嗦菲鞒纱檄h(huán)運(yùn)行，6號(hào)主變6B投入運(yùn)行，機(jī)組出口在分，未并網(wǎng)，施工單位進(jìn)行瀑布溝水電站首臺(tái)機(jī)組6號(hào)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電前的有水調(diào)試試驗(yàn)。運(yùn)行值班人員倒10 kV V I廠用電，10 kV V I段由外來(lái)施工電源倒到高廠變6CB帶，合D LC6后，并依次合上10 kV V I段各負(fù)荷開關(guān)，在09時(shí)13分05秒在合D L6242對(duì)低廠變242B充電時(shí)，242B發(fā)生勵(lì)磁涌流，6CB差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。現(xiàn)場(chǎng)檢查6CB B、C相差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作指示燈點(diǎn)亮，6CB差動(dòng)保護(hù)保護(hù)跳閘為三跳出口，保護(hù)動(dòng)作跳500 kV斷路器5061D L、5062D L，跳高廠變低壓側(cè)斷路器D LC6。

高廠變保護(hù)裝置P632；差動(dòng)保護(hù)；高壓側(cè)CT變比；低廠變勵(lì)磁涌流；動(dòng)作分析

0 概述

瀑布溝水電站是國(guó)家“十五”重點(diǎn)工程和西部大開發(fā)標(biāo)志性工程，是四川省災(zāi)后重建中和本世紀(jì)以來(lái)投產(chǎn)的單機(jī)和總裝機(jī)容量最大的水電站，同時(shí)也是大渡河中游的控制性水庫(kù)，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、攔沙等綜合效益的特大型水利水電樞紐工程。該電站裝設(shè)6臺(tái)混流式機(jī)組，單機(jī)容量600 MW，多年平均發(fā)電量147.9億kW·h。水庫(kù)總庫(kù)容53.9億m3，具有不完全季調(diào)節(jié)能力。目前瀑布溝水電站已投運(yùn)4臺(tái)機(jī)組，共2 400 MW。

圖1 瀑布溝水電站第5串、第6串主接線

瀑布溝水電站開關(guān)站主接線采用4/3接線，主要包括500 kV兩段母線，6串18個(gè)開關(guān)，主變進(jìn)線6回，出線4回。瀑布溝水電站首臺(tái)機(jī)組6號(hào)機(jī)投運(yùn)時(shí)，僅500 kV第5串、第6串?dāng)嗦菲鞒纱檄h(huán)運(yùn)行，為簡(jiǎn)化問(wèn)題便于分析，以下主接線圖僅保留第5串、第6串設(shè)備。

1 6CB保護(hù)裝置P632動(dòng)作分析

瀑布溝水電站高廠變銘牌參數(shù)：高廠變?nèi)萘浚?*1 350 kVA，電壓等級(jí)：20 kV/10 kV。

保護(hù)裝置P632差動(dòng)保護(hù)各項(xiàng)定值單位為Iref，Iref算法：

1.1 保護(hù)裝置數(shù)據(jù)

1.1.1 裝置動(dòng)作時(shí)記錄的故障數(shù)據(jù)

保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，6CB保護(hù)裝置P632高壓側(cè)CT變比整定項(xiàng)為300/1A，根據(jù)保護(hù)裝置P632記錄的故障數(shù)據(jù)。

此時(shí)保護(hù)裝置P632差動(dòng)保護(hù)各項(xiàng)定值單位為Iref，1Iref=1/ （116.7 A/高廠變高壓側(cè) CT 變比）=1/（116.7/300）=0.389。

1.1.2 6CB保護(hù)裝置P632保護(hù)差動(dòng)保護(hù)各項(xiàng)整定值第一段拐點(diǎn)電流：0.15 Iref（裝置默認(rèn)，第一段拐點(diǎn)電流定值為啟動(dòng)電流的一半）

1.2 高壓側(cè)CT變比按300/1A整定的比例差動(dòng)保護(hù)

動(dòng)作分析

分析C相：

圖2 C相比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作示意圖（高壓側(cè)CT變比按300/1A）

此時(shí)，Ic制動(dòng)電流為1.27 Iref，如上圖所示，則C相此點(diǎn)在曲線以上，C相差動(dòng)保護(hù)應(yīng)動(dòng)作。

同理分析，B相差動(dòng)保護(hù)也應(yīng)動(dòng)作，A相差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。

故：P632在高壓側(cè)CT變比整定項(xiàng)按300/1 A整定輸入時(shí)，保護(hù)裝置正確動(dòng)作。

1.3 保護(hù)裝置誤動(dòng)作原因分析

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢查6CB高壓側(cè)CT變比為200/1 A，但實(shí)際6CB保護(hù)裝置P632高壓側(cè)CT變比卻按300/1 A整定輸入。

若6CB保護(hù)裝置P632高壓側(cè)CT變比整定項(xiàng)按200/1 A整定輸入，則

1.4 高壓側(cè)CT變比按200/1 A整定的比例差動(dòng)動(dòng)作分析

對(duì) C相：（見圖 3，圖中標(biāo)示 Iref即為 Iref·）

圖3 C相比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作示意圖（高壓側(cè)CT變比按200/1A）

此時(shí)，Ic 制動(dòng)電流為 0.847 Iref·，0.817 Iref·＜0.847 Iref·則C相此點(diǎn)應(yīng)在曲線以下，保護(hù)不動(dòng)作。

故：比例差動(dòng)保護(hù)C相不動(dòng)作。

同理分析，A相、B相差動(dòng)保護(hù)均不動(dòng)作。

則，若高壓側(cè)CT變比按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際200/1 A正確輸入保護(hù)裝置，且差動(dòng)保護(hù)各項(xiàng)整定值依然按設(shè)計(jì)下發(fā)整定值輸入保護(hù)裝置時(shí)，此時(shí)比例差動(dòng)保護(hù)A相、B相、C相均應(yīng)不動(dòng)作。

1.5 結(jié)論

此次投低廠變引起高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原因之一，主要是CT變比定值輸入保護(hù)裝置出錯(cuò)，引起保護(hù)裝置誤動(dòng)。

2 廠用電倒閘，防高廠變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)措施

瀑布溝水電站高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后果為：跳500 kV主變高壓側(cè)兩個(gè)斷路器，跳高廠變低壓側(cè)斷路器，跳發(fā)電機(jī)出口斷路器、滅磁開關(guān)以及停機(jī)。

根據(jù)收集到的發(fā)變組故障錄波，在12月10日此次廠用電倒閘操作過(guò)程中，低廠變共計(jì)發(fā)生4次勵(lì)磁涌流，均引起高廠變差動(dòng)保護(hù)有不同程度的差流。而此次高廠變差動(dòng)差流，根據(jù)波形判斷為投低廠變242B時(shí)發(fā)生勵(lì)磁涌流引起。

針對(duì)瀑布溝廠用電倒閘時(shí)，對(duì)低廠變充電可能因?yàn)榘l(fā)生勵(lì)磁涌流等原因?qū)е赂邚S變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，且后果較為嚴(yán)重，影響大。故在廠用電倒閘時(shí)建議采用以下安全防范措施。

2.1 向設(shè)計(jì)建議修改差動(dòng)保護(hù)定值

2.1.1 廠用變各側(cè)CT變比按實(shí)際變比整定輸入保護(hù)裝置

現(xiàn)場(chǎng)檢查廠用變各側(cè)CT變比，并且對(duì)比施工方的CT試驗(yàn)報(bào)告，確定CT實(shí)際變比，再按實(shí)際變比整定輸入保護(hù)裝置。

2.1.2 修改比例制動(dòng)斜率

根據(jù)《水力發(fā)電廠繼電保護(hù)設(shè)計(jì)導(dǎo)則》DL/T 5177-2003：

當(dāng)采用三段式制動(dòng)特性時(shí)，第一段不超過(guò)0.6，第二段制動(dòng)系數(shù)宜取0.7～0.9。

目前看來(lái)，K1=0.15在規(guī)范要求范圍內(nèi)，但K2=0.40小于規(guī)范要求下限定值。

同時(shí)，根據(jù)1.4的計(jì)算可以看出，即使廠用變各側(cè)CT變比按實(shí)際變比整定輸入保護(hù)裝置時(shí)，P632差動(dòng)保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，但是B、C兩相比例差流剛好在動(dòng)作曲線附近（雖然在動(dòng)作曲線以下）。為提高高廠變?cè)诎l(fā)生區(qū)外故障以及低廠變勵(lì)磁涌流時(shí)，能夠可靠的不動(dòng)作，建議：

高廠變差動(dòng)保護(hù)比例差動(dòng)第一段系數(shù)K1=0.15，建議取值為0.45左右，設(shè)計(jì)回復(fù)修改K1為0.4。

高廠變差動(dòng)保護(hù)比例差動(dòng)第二段系數(shù)K2=0.40，建議取值為0.70左右，設(shè)計(jì)回復(fù)修改K1為0.7。

采取以上兩個(gè)措施，這樣可以在倒閘操作廠用變合閘更有效制動(dòng)住差動(dòng)保護(hù)，不致誤動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

瀑布溝水電站高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后果較為嚴(yán)重，通過(guò)對(duì)本次保護(hù)誤動(dòng)分析，結(jié)合阿海琺保護(hù)裝置P632差動(dòng)保護(hù)算法，得出CT變比定值整定出錯(cuò)，引起保護(hù)裝置誤動(dòng)。此后，問(wèn)題整治處理后，瀑布溝水電站高廠變差動(dòng)保護(hù)運(yùn)行正常，未出現(xiàn)誤動(dòng)。

［1］張宇輝.電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)教材[M].

［2］葉維愛,陳祖華,陳學(xué)雷.水力發(fā)電廠繼電保護(hù)設(shè)計(jì)導(dǎo)則[Z].2003.

TM774

B

1672-5387（2010）06-0105-03

2010-10-08

童松，（1983-），男，助理工程師，從事水電站運(yùn)行維護(hù)工作。