采用加强制动的新型发电机差动保护

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1、第33卷第11期Vol.33No.112009年6月10日June10,2009采用加强制动的新型发电机差动保护11211金明亮,尹项根,胡婷,邵德军,游大海(1.华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室,湖北省武汉市430074;2.华中电网有限公司技术中心,湖北省武汉市430077)摘要:针对和应涌流暂态过程中发电机差动保护误动问题,通过理论研究和实际数据分析发现此时发电机两侧电流相位偏差较大,差流中存在较大的二次谐波分量,制动电流较小,导致保护没有进入传统差动保护制动区而误动。提出了一种加强制动型发电机差动保护新方法,其动作特性仍为两段折线,以制动电流拐点值为分界点

2、,下方区域采用二次谐波百分比结合差流与制动电流幅值关系来实现加强制动功能,而上方区域仍采用比率制动,从而实现整个动作区域上均有制动功能。各项试验数据和结果证明了该方法的正确性和可靠性。关键词:和应涌流;差动保护;加强制动;饱和;二次谐波中图分类号:TM7720引言率制动判据,从而加强了整个动作区内的制动功能,能有效防止保护在和应涌流暂态过程中的误动,但在中小型电厂中,当变压器空投时往往会导致又不降低保护的灵敏性和速动性。相邻运行变压器或发电机的差动保护误动。对于变压器差动保护误动均归结为和应涌流所致,已经有1问题描述[126]相当多的文献对此进行了分析研究,但是和应涌某水力

3、发电厂主接线如图1所示,单机容量流暂态过程对发电机差动保护的影响及改进保护性19.9MVA,出口电压10.5kV。主变容量能尚缺乏深入研究,且针对变压器差动保护误动所50MVA,D,y11接线,发电机差动保护采用P级提出的空投变压器中性点不接地和适当提高差流门TA,变比为1600/5。差动保护特性为直线加折线[324]槛定值的同时降低制动电流门槛定值等措施会比率制动,二次侧额定电流3.81A,差流门槛值导致设备安全系数降低和降低保护的灵敏度。目前0.80A,制动电流(两侧电流模值和的一半)拐点值发电机差动保护的制动功能均位于制动电流拐点值3.8A,比率制动系数0.36。当主

4、变T1、电站A或上方区域,在大电流情况下保护一般能可靠制动。B的主变充电空投时,发电机差动保护会误动。但在和应涌流暂态过程中发电机流过的电流并不是很大,保护大多在制动电流拐点值下方区域出现误动。文献[6]提出发电机差动保护原因为和应涌流引起电流互感器(TA)饱和导致差流增大,但没有给出具体解决方案。和应涌流暂态过程中发电机差动保护误动的原因一方面是TA饱和或发电机两侧TA暂态特性不一致而导致差流增大,另一方面是保护方案本身不够完善。[729]图1发电厂系统主接线本文在和应涌流前期研究基础上,通过分析Fig.1Systemconnection研究发电机差动保护现场误动录波数据

5、和故障记录,基于目前广泛应用的两段折线比率制动差动保2次误动记录见表1。图2中的P1和P2为误护提出了一种新的加强制动型发电机差动保护。该动点,括号内为误动时的差流和制动电流值。保护在易误动区增加新的制动判据,并结合传统比由上述数据计算可知,差流门槛标幺值为0.2,规程范围为0.1～0.2,制动电流拐点标幺值为1.0,规程范围为0.8～1.0。误动记录中差流标幺值最收稿日期:2008211224;修回日期:2009203224。大为0.22,制动电流标幺值最小为0.69。可见即使国家自然科学基金重点项目(50837002)。—62—©1994-2009ChinaAcadem

6、icJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·研制与开发·金明亮,等采用加强制动的新型发电机差动保护再增大差流门槛值或减小制动电流值,仍不可能保证保护不误动,且会降低保护的灵敏度,故应当分析保护误动原因,并从其他方面来寻求解决对策。表12次差动误动数据记录Table1Recordsoftwomal2operationofprotection时间事故描述故障报告本电厂主变T1充电,G4差流0.87A,制动电流2008204213差动A相动作2.63A电厂1主变充电,G1差差流0

7、.84A,制动电流2008207211动B相动作3.01A图4发电机G4故障录波Fig.4FaultrecordofG4为清晰展现差动保护误动原因,提取保护逻辑出口前后波形数据,并采用与保护相同的算法进行差流二次谐波与基波计算,差流基波有效值及二次谐波百分比(差流基波/差流二次谐波×100%)如图5所示。图22次保护误动点Fig.2Twomal2operationpositions2加强制动型发电机差动保护2.1误动原因分析针对误动案例将图1所示的系统简化为图3进行研究。图5差流二次谐波与差流基波幅值比值关系Fig