金溪电站发电机低压过流保护动作分析及处理

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1、金溪电站发电机低压过流保护动作分析及处理罗显明李直（四川嘉陵江金溪航电开发有限公司，四川南充637861）摘要：针对金溪电站2号机组励磁系统故障，导致2号发变组低压记忆过流保护动作，跳1号主变的事故，详细分析了发电机记忆过流保护的动作行为，结合当前扩大单元接线方式的发变组保护，对发电机并网后取消跳主变高压侧或加闭锁接点跳主变高压侧等措施进行了说明。关键词：低压过流；记忆过流；事故分析前言：常见的自并励接线发电机的后备过流保护一般设置有电流记忆功能。这是因为当短路点靠近发电机机端时，发电机电压下降，导致励磁电流减小，进一步导致发电机电压下降，使得短路电流衰减变小，故障电流在过流保护动作出口前可能

2、已小于过流定值，过流保护提前返回导致保护拒动。因此，过流保护启动后，过流元件需带记忆功能，使保护能可靠动作出口。这种逻辑有效解决了自并励发电机靠近机端短路后故障电流衰减导致保护无法动作的问题。但是，当机组断路器内侧故障，如主变高压侧接地或短路，当主保护动作跳闸后，故障点仍然存在，发电机仍然向故障点提供电流。这时候，由于电流记忆功能的存在，在主保护已经动作的情况下，过流保护依然会动作。如果过流保护出口方式整定不合理，就有可能扩大事故范围。1系统介绍1.1金溪电站主接线金溪电站为4×37.5MW贯流式水轮发电机组，采用两台发电机共用一台主变压器的扩大单元接线方式接入220kV系统，220kV系统采

3、用GIS组合电器，接线方式为单母线，一回线路至南充500kV东观变电站。系统主接线见图1。图1金溪电站主接线1.2低压记忆过流保护配置及整定⑴保护配置。金溪电站1号发电机变压器组保护采用国电南自凌伊公司生产的DGT-801C型发变组保护装置。按照传统发电机变压器组保护配置，设低压记忆过流保护作为发电机、变压器、高压母线和相邻线路故障的后备，在主保护或断路器拒动的情况下第1时限t1动作于跳主变高压侧断路器，第2时限t2动作于跳机组出口断路器。其逻辑见图2。动作方程:当电流采取记忆时，逻辑框图：图2低压记忆过流保护逻辑⑵定值整定。发电机低压记忆过流保护I段动作电流Iop按躲过发电机额定电流整定，整

4、定值为5.0A。低压过流保护I段时间t1按与220kV线路相间后备保护最长时间tlmax配合(或躲过系统振荡延时)，整定t11=tlmax＋0.5s=2.5s。过流保护I段经发电机低电压闭锁投入，低电压定值75V，带电流记忆功能。1事故经过2012年5月15日23:21:57.0.0ms，金溪电站监控系统报2G励磁系统故障，23:21:57.053ms报2G励磁系统强励动作，23:21:57.416ms2G有功为35.85MW,无功进相-27.35MVar，23:21:57.420ms2G发电机（励磁变）保护中失磁保护动作，跳开2G出口断路器2DL，甩负荷35MW，23:21:59.667ms

5、2G发电机（励磁变）保护中低压记忆过流保护Ⅰ段动作，跳开1#主变高压侧断路器201DL，2G甩负荷35MW。表一监控故障记录1事故分析及处理3.1事故分析发电机低压过流为内部及区外短路故障的后备保护，由于自并励发电机机端发生三相短路时，电流衰减比较快，但后备保护的时间比较长，可能在保护动作前，故障电流就已消失，因此《继电保护技术规程》指出，在自并励发电机时，应采用带记忆功能的低压过流保护，以保证该后备保护的可靠动作。从故障经过分析，此次主变跳闸的主要原因是由于2号机组励磁系统故障，当发电机（励磁变）失磁后，为维持机端电压机组进相运行，从系统吸收大量无功，此时机端过流并开放了低压记忆过流保护中的

6、过流记忆元件；在失磁保护动作出口后，机组出口断路器跳开，低压元件已经满足，由于过流保护I段延时较短，记忆时间仍未返回，因而低压记忆过流保护Ⅰ段经延时t1动作，跳开了远端断路器（主变高压侧）。3.2解决方案⑴修改定值。取消发电机记忆过流保护跳主变高压侧断路器的出口方式。发电机记忆过流保护动作对跳主变高压侧断路器的作用在于发生线路出线故障或者母线故障时，在线路和母线保护拒动的情况下，由低压记忆过流保护作为后备保护动作，缩小故障范围。实际上由于目前220kV及以上的线路和母线都配置了双重化快速主保护，当单母线故障时，双重化的母差保护完全可以在第1时限由单母线小差动作，实现故障隔离，母线保护不要求用发

7、电机记忆过流保护做后备。即使必须使用系统远后备保护，也应该采用不带电流记忆功能的主变相间后备保护。综合考虑，原定值中发电机记忆过流Ⅰ段作为系统远后备保护跳主变高压侧断路器的出口方式利少弊多，改为机组解列灭磁或全停。⑵修改逻辑。此次记忆过流保护动作行为完全符合厂家低压记忆过流保护逻辑，应该属于正确动作。显然，原逻辑主要是防止自并励机组靠近机端发生短路时，故障电流会衰减，导致过流保护无法动作的问题，并