微机型发变组保护基本原理及整定

微机型发变组保护基本原理及整定

作者：邵子峻

来源：《中国科技博览》2018年第11期

[摘要]目前新建电厂的发变组保护装置已全部采用微机型，不管是国产还是进口的，发变组保护微机化减少了硬件设备，也使过去难以实现的保护原理通过软件设置很容易实现，从而大大降低了维护量。但随着保护装置微机化的普及，同时在定值设置上也增加了灵活性，不但要设置保护数值的大小，而且还要设置诸如CT、PT的参数、变压器参数、保护元件的运算方式等原来不需要设置的一些非传统定值量，这就为定值设置增加了难度；而值得注意的是在定值计算时计算方往往只提供传统的定值大小等数据，而忽略了一些非传统定值设置，结果把问题就留给了现场工作人员。

[关键词]微机型；保护；基本原理；整定；分析

中图分类号：TM771 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0112-01

引言

随着微机继电保护技术的发展，微机型发变组保护已完全取代了电磁型、整流型、集中电路型保护，目前省内电厂机组保护基本上实现了微机化。微机型发变组保护装置显示了其独特的优点和强大的功能，在调试、运行维护方面己取得显著成果，实践证明正确动作率也是较高的。微机保护在保护配置和整定方面非常灵活，但也有厂家追求其灵活性，人为增加保护配置和整定的复杂程度，容易造成误整定。从执行保护的双重化配置反措规定，并推行强化主保护、简化后备保护的原则以来，后备保护的整定大大简化，甚至某些保护退出，逐步简化了保护的整定。本文从保护原理及结构出发，介绍微机型发变组中几种主要保护的整定方法，并且在这个基础之上提出了下文中的一些内容。

1.大型微机发变组保护主要特点

一是按规程要求，100MW以上机组电量保护按双重化保护配置，2套保护之间没有电气联系，其工作电源取自不同的直流母线段，交流电流、电压分别取自互感器的不同绕组，每套保护出口与断路器的跳圈一一对应。二是双重化配置的2套保护均采用主后一体化装置，主保护与后备保护的电流回路共用，跳闸出口回路共用，主后一体化设计简化了二次回路、减少了运行维护工作量，装置组屏简洁方便。三是保护装置一般包含2套相互独立的CPU系统，低通、AD采样、保护计算、逻辑输出完全独立，任一CPU板故障，装置闭锁并报警，杜绝硬件故障引起的误动。四是配置整定灵活方便，适应于不同主接线方式，保护动作出口逻辑可以灵活整定，有些保护整定值按标幺值整定，大大简化了保护的整定，装置支持在线或通过调试软件离线整定。五是运行监视功能强大，实现GPSB码对时，装置能实时记录各种启动、告警、

开入量变位、跳闸等信息，事故报告能自动判别故障类型，录波文件采用COMTRADE格式，可用录波软件打开分析。

2.零序补偿设置

电力变压器的接线组别会导致相位的扭转，比如一个普通的△-Y1接线的变压器，其扭转角度为30°。在传统继电器接线上，星侧绕组的CT要△连接，来补偿变压器的扭转角度，从而使继电器工作正常。同时CT三角形接线可以使零序电流在接线中形成环流而流不出去，直接除去零序分量的影响。但这时如果变压器三角形绕组侧保护范围内有接地，接地故障产生的零序电流只会在这一侧流入差动继电器，这时就会产生差动电流而使装置动作，所以考虑到这种情况需在变压器三角形绕组星形CT接线侧加设一个零序电流滤过器，将零序滤掉。即如果变压器的一侧零序电流能流进和流出，而另一侧不能让零序电流流进和流出，则必须把能流入流出的那一侧零序电流去掉。以往的变压器差动保护都是靠硬件或回路实现了上述功能，也形成了典型的变压器差动保护星/角接线型式。变压器差动保护微机化后，变压器各侧为了简化电流互感器二次接线形式，均接成星型接线形式，在对保护装置内部设置不熟悉的情况，往往忽略相角和零序补偿问题，结果造成在区外故障时保护装置误动。XX电厂启备变B避雷器爆炸后发生单相接地故障，故障点位于启备变差动保护范围内，启备变差动正确动作，但主变差动却误动跳闸。后检查为该厂#1主变差动保护装置定值设置中有一项整定错误，定值中选择了高压侧零序电流通过中性点零序CT补偿滤消掉（而硬接线上无该CT），没有选通过软件将高压侧零序电流滤消掉。对于零序电流系统来说，接地故障点为零序故障电流源，系统内中性点接地运行的变压器均会有零序故障电流流过接地运行的变压器的中性点，因此该电厂#1主变高压侧中性点接地自然会有零序电流流过。相应电流互感器二次会感应出零序电流，而未接地的变压器低压侧是三角形接线，没有零序电流，这时差动保护两侧出现差流而误动。

3.发变组主要保护的原理及整定

3.1 发电机纵差保护

发电机完全纵差保护是发电机相间故障的主保护，其动作灵敏度较高，但不能反应定子绕组的匝间短路及线棒开焊。不完全纵差保护除保护定子绕组的相间短路之外，尚能反应定子线棒开焊及某些匝间短路，但差动元件两侧TA型号及变比不同时，受系统暂态过程的影响较大。

3.2 变压器纵差保护

变压器纵差动保护是变压器内部及引出线上的相间短路和接地、内部匝间短路和接地故障的主保护。目前，微机保护中变压器纵差保护采用软件移相及软件向量计算来消除零序电流，采用二次谐波闭锁或波形识别技术躲过励磁涌流，另外，保护能可靠判别TA断线并采取闭锁措施。变压器纵差保护采用具有比率制动特性的差动元件，应用较多的是II段折线动作特性，

为防止内部故障电流很大时引起互感器饱和延迟保护动作，采用不带制动的差动速断作为补充。

3.3 发电机定子接地保护

基波零序电压型定子接地保护是现场应用较广且非常成熟的保护，取中性点电压互感器二次电压作为动作判据，为防止误动需完全滤除三次谐波及采用机端零序电压闭锁。近几年注入式定子接地保护陆续应用到大型机组保护上，一般采用中性点TV二次侧注入20Hz交流电压并检测注入电流从而计算出接地电阻的原理。上述两种类型定子接地保护的主要区别是：基波零序电压型结构简单，但保护范围通常不到95%，且要加一定的延时防止误动；注入式定子接地保护，其结构复杂，但范围达100%，灵敏度与运行工况无关。

3.4 发电机失磁保护

发电机失磁后，发电机要经历静稳破坏、失步和异步运行过程.发电机机端测量阻抗从阻抗平面的第一象限进入到第四象限，并进入静稳圆和异步圆且发生摆动；另外失磁后励磁电压会显著降低，系统和机端电压也会相应有所降低。根据以上特征构成阻抗型失磁保护原理，其3个主要判据是：一是异步阻抗n或静稳边界n（定子侧阻抗判据）；二是转子低电压判据或变励磁判据；三是（转子侧判据）、机端或系统低电压判据。

总结：通过上述内容进行分析研究后可以得出，因程序逆功率保护经主汽门关闭接点闭锁，发生误动可能性很小，其动作功率可适当降低至额定有功的0.8%～1%，而将纯逆功率保护的动作功率设定为额定有功的1%～2%作为后备，可大大降低其拒动的概率。

参考文献

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