发变组误上电保护配置及改进措施

《发变组误上电保护配置及改进措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、发变组误上电保护配置及改进措施金崇光（三门核电有限公司浙江省三门县317112）摘要：温州燃机发电厂220kV主变c相开关在发变组解列过程中发生爆炸。本文根据此次爆炸事故分析该厂发变组保护中配置误上电保护的必要性和可行性，并介绍该厂增加误上电保护配置的改造及为提高误上电保护可靠性所采取的措施。关键词：误上电保护断口闪络保护0.引言温州燃机发电厂#2发电机停机解列时发生主变220kV开关C相爆炸事故。经分析，事故原因为220kV开关C相机构故障造成分闸时电弧无法熄灭而引起开关爆炸。开关爆炸后，动触头导电部分通过支持瓷瓶内部对金属传动部件放电，单相接地短路后220kV母线的母差保护动作。该厂#2主

2、变220kV开关为三相联动开关，当发生非全相事故时，开关机构辅助接点已在分闸位置，发变组保护无法起到保护作用，如果开关不对地击穿放电，母差保护不动作，发电机长期非全相运行将造成设备严重损坏。为此，本文针对此次事故分析发变组在发生特殊事故情况下的保护：误上电保护，探讨在该厂发变组保护中增加误上电保护配置的必要性和可行性，并介绍该厂误上电保护配置改造措施及经验，以供存在类似情况的电厂改造时参考和借鉴。1.误上电事故分析及保护逻辑1.1误上电保护对因的事故原因所谓误上电是指发电机在不满足并网条件时，机组单相、两相或三相并入系统。它包括以下几点：机组未加励磁时误合闸。如在发电机转子静止、盘车、启动前暖

3、机（对汽轮机）或转子冲转加速过程中。发电机并网前或刚从系统断开后，高压断路器或机端出口断路器发生单相或两相闪络。发电机非同期合闸，包括频率尚未达到允许值时断路器误合及频率已接近额定值时以较大的合闸角并网。误操作、绝缘不良及控制设备误动作是导致误上电事故的主要原因[1]。1.2误上电的事故危害1.2.1未加励磁时的误合闸在发电机未加励磁时，励磁开关断开，发电机定子三相电流为零，机端电压为零。当高压侧或机端误合闸定子中将流过很大电流，尤其当转子静止时误合闸瞬间，转差为1，发电机等效阻抗最小，定子电流最大。定子电流产生的旋转磁场在转子表面感应出很大的电流，发电机以异步电动机方式拖动机组，机端出现低电

4、压。当发电机由厂用电系统误上电时，由于厂变压器的阻抗比较大，发电机定子中的电流不大，造成的影响也相对较小。发生误合闸后，转子表面的热量迅速积聚。机组容量越大，转子承受过热能力相对越小，所以大型发电机的转子更容易达到热积累极限而损坏。在发电机异步启动过程中，转子大轴上的叶片将产生较大振动，尤其是汽轮机叶片如在自然频率处停留时间过长，机械共振极易导致材料疲劳，严重时叶片或拉金出现断裂。如果发电机轴承的润滑系统退出工作（如在检修时），误合闸还将导致发电机的轴承损坏。1.2.2断路器断口闪络误上电保护中的断路器断口闪络保护一般考虑单相和两相闪络，不考虑三相闪络。发电机在启停过程的相当长一段时间里仅靠断

5、路器与系统隔离，断路器断口可能因承受2倍的峰值电压而发生闪络。发生闪络后，发电机定子中将流过很大的负序电流，产生相对转子约2倍的同图1、误上电保护逻辑框图步转速旋转磁场，近而在发电机表层产生倍频电流，直接威胁转子的安全。闪络时还将产生冲击转矩作用于发电机上。另外，闪络将进一步破坏断路器触头间的绝缘，损坏断路器。1.2.3发电机非同期合闸如果合闸瞬间发电机频率已接近或等于系统频率，而断路器两端电压相位差较大，则合闸瞬间将产生很大的合闸电流。在断路器两端电压正好反相（即两端电压相位角差为180°时）且都为峰值时合闸电流最大；在两端电压相位角差为120°时冲击转矩最大[2]。如果发电机在频率较低时合

6、闸，则发电机与系统间不仅存在较大的频率差，机端电压和系统电压间幅值也有很大差异，角度差合格的可能性也极小。同期合闸的3个条件很可能都不满足，至少也有2个条件不满足，定子中将产生巨大的冲击电流。由于转子转速与同步转速间存在较大差异，定子电流将在转子表面感应频率差电流，导致转子表面局部温升。如果热积累时间过长，同样也会损坏转子。非同期合闸对发电机组产生的巨大冲击还将缩短发电机的使用寿命，严重时将直接损坏大轴。另外，非同期合闸对系统的冲击也不容忽视[3]。1.3误上电保护逻辑1.3.1误合闸保护逻辑误上电保护的误合闸逻辑如图1所示（RCS-985保护）：（1）发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，造成

7、发电机异步起动。采用两组PT均低电压延时t1投入，电压恢复，延时t2（与低频闭锁判据配合）退出。（2）发电机起停过程中，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合。采用低频判据延时t3投入，频率判据延时t4返回，其时间应保证跳闸过程的完成。（3）发电机起停过程中，已加励磁，但频率大于定值，断路器误合或非同期。采用断路器位置接点，经控制字可以投退。判据延时t3投入（考虑断路器分闸时间），延时t4退出其时间