220千伏主變壓器開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)設(shè)計(jì)探討唐勇1、常勝2、趙志華3、何春3文摘：介紹了大型發(fā)電機(jī)干式變壓器組設(shè)置開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)的必要性，通過(guò)對(duì)珠海發(fā)電廠220千伏主變壓器開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)的分析，闡述了斷口閃絡(luò)與三相不一致的異同，以及開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)原理和動(dòng)作邏輯的完善。設(shè)計(jì)與討論220 kvt變壓器斷路器氣墊保護(hù)唐涌1、長(zhǎng)生2、趙志-華3、合川3 (1。廣東珠海動(dòng)力廠，珠海519050；2.廣東電力設(shè)計(jì)研究院，廣州510600；3.許繼-hitachelectricalcorporation TD。摘要：本文描述了為大型發(fā)電機(jī)-變壓器組提供故障保護(hù)的必要性。根據(jù)對(duì)斷路器的分析，闡述了三相不平衡和斷路器懸浮的現(xiàn)象。1介紹在大型發(fā)電機(jī)-變壓器組并網(wǎng)過(guò)程中，斷路器斷口電壓隨著系統(tǒng)備用發(fā)電機(jī)與等效發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)夾角差的變化而變化。當(dāng)=180時(shí)，其值較大，有兩倍的運(yùn)行電壓作用在斷口上，形成斷口閃絡(luò)事故隱患，這類(lèi)事故也可能發(fā)生在發(fā)電機(jī)剛退出運(yùn)行時(shí)。破損閃絡(luò)不僅損壞斷路器本身，還會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)滅弧室的絕緣水平降低，從而導(dǎo)致接地故障，導(dǎo)致事故擴(kuò)大，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，斷裂閃絡(luò)通常發(fā)生在一相或兩相中，不僅會(huì)產(chǎn)生有害的沖擊轉(zhuǎn)矩，還會(huì)產(chǎn)生負(fù)序電流，對(duì)轉(zhuǎn)子造成額外損失，嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)的安全。為了快速消除斷裂閃絡(luò)故障，在大型機(jī)組上安裝斷路器-超快速閃絡(luò)保護(hù)裝置是非常迫切和必要的。作為大型發(fā)變組的后備保護(hù)，開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)越來(lái)越受到重視，但由于各種原因，實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)一步探討和總結(jié)。根據(jù)珠海發(fā)電廠220千伏主變壓器開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)思路和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，分析其保護(hù)原理和動(dòng)作邏輯的不足，并提出具體改造方案，供同行借鑒。2220千伏干線變壓器開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)設(shè)計(jì)概述珠海發(fā)電廠裝機(jī)容量為2700兆瓦。整個(gè)項(xiàng)目由日本三菱公司承包，電氣部分由美雷神公司設(shè)計(jì)。發(fā)電機(jī)干式變壓器組由機(jī)組連接，主變壓器高壓側(cè)配有220kVSF6開(kāi)關(guān)，無(wú)發(fā)電機(jī)出口斷路器(GCB)。主變壓器高壓側(cè)安裝220千伏開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)。2.1保護(hù)原理斷口閃絡(luò)保護(hù)由KCGG122(OVERCURRENTRELAY)三個(gè)電流繼電器組成，每相一個(gè)，每個(gè)繼電器有高值分量和低值分量。繼電器的低值元件用于判斷相位開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)，高值元件用于判斷是否有電流流過(guò)相位開(kāi)關(guān)。正常運(yùn)行時(shí)，繼電器各相的高值元件通過(guò)三個(gè)繼電器低值元件的觸點(diǎn)串聯(lián)鎖定。當(dāng)一相或兩相滿足低值元件的動(dòng)作閾值，另一相滿足高值元件的動(dòng)作閾值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。也就是說(shuō)，當(dāng)開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)位置時(shí)，繼電器的低值元件斷開(kāi)并鎖定，所以當(dāng)任何一個(gè)相繼電器的高值元件動(dòng)作時(shí)，閃絡(luò)保護(hù)都會(huì)延遲。

2.2定值整定已知參數(shù)：主變壓器由額定較大容量為Snmax810MVA的3270MVA單相干式變壓器組成；高壓側(cè)額定較大電壓為Unmax242kV；高壓側(cè)CT變比k=3000/1，二次額定電流IN為1a；a .將I0 >、CURVE、延時(shí)設(shè)置為高值元件>/dt=(snmax100010%)/(1.732unmaxk)=(810100010%)/(1.732242選擇限定時(shí)限(DT)的曲線CURVE0:延時(shí)應(yīng)能可靠避開(kāi)倒閘操作過(guò)程中的三相不同時(shí)段，避免誤操作，因此設(shè)置為>/dt為0.20s.b .低值元件的設(shè)定i0 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#<和tAux2的設(shè)定i0 <是繼電器的較小設(shè)定值，為0.005IN；整個(gè)延遲時(shí)間為tAux2=0.00s秒.2.3動(dòng)作邏輯從圖1的原理圖和圖2的邏輯圖可以看出，閃絡(luò)保護(hù)的動(dòng)作如下：

A.啟動(dòng)故障保護(hù)出口繼電器86BF和94BF，并跳閘該站主變壓器開(kāi)關(guān)所在母線上的所有開(kāi)關(guān)。b .啟動(dòng)61X繼電器，利用61X繼電器的觸點(diǎn)啟動(dòng)52ST1和52ST2，跳閘本站主變開(kāi)關(guān)110伏DC操作電源。這也是雷神設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，可以保證在開(kāi)關(guān)失靈或斷口閃絡(luò)保護(hù)動(dòng)作后，禁止開(kāi)關(guān)的任何電氣操作，避免使開(kāi)關(guān)失靈

成損壞。2．4 設(shè)計(jì)商榷從上面的介紹中我們了解了雷神(RAYTHEON)公司設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)原理及動(dòng)作邏輯，從保護(hù)裝置實(shí)用性的角度出發(fā)，應(yīng)該說(shuō)這套裝置在開(kāi)關(guān)發(fā)生閃絡(luò)時(shí)還是能夠起到基本保護(hù)作用的，但在保護(hù)應(yīng)具備的選擇性和可靠性方面，僅僅簡(jiǎn)單地依靠電流元件來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能是值得商榷的。2．4．1 保護(hù)原理方面的欠缺 從保護(hù)原理上分析，閃絡(luò)保護(hù)無(wú)法判斷開(kāi)關(guān)真實(shí)狀態(tài)，即不能區(qū)分開(kāi)關(guān)是發(fā)生斷口閃絡(luò)還是三相不一致。如果由于開(kāi)關(guān)某相偷跳或拒動(dòng)發(fā)生三相不一致時(shí)，則至少一相繼電器低值元件的輸出接點(diǎn)返回，這就使所有繼電器的高值元件解除閉鎖，那么當(dāng)一相或兩相繼電器高值元件動(dòng)作時(shí)，保護(hù)也將經(jīng)過(guò)0．20s延時(shí)動(dòng)作。 但是，開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)保護(hù)和三相不一致保護(hù)是兩種截然不同的故障狀態(tài)，其區(qū)別為： a．當(dāng)開(kāi)關(guān)發(fā)生斷口閃絡(luò)時(shí)不僅對(duì)開(kāi)關(guān)本身造成損壞，而且說(shuō)明該相開(kāi)關(guān)SF6滅弧室絕緣水平可能下降，有可能誘發(fā)成為單相或兩相接地故障，導(dǎo)致事故擴(kuò)大。并且斷口閃絡(luò)是發(fā)生在開(kāi)關(guān)要合或剛分時(shí)，仍屬于分閘狀態(tài)。在此種情況下，一方面產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩及負(fù)序電流作用于發(fā)電機(jī)上，另一方面由于無(wú)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)，發(fā)電機(jī)仍會(huì)提供故障能量，嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)的安全。 b．當(dāng)開(kāi)關(guān)發(fā)生三相不一致時(shí)會(huì)產(chǎn)生非全相負(fù)序電流，負(fù)序電流在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出的倍頻電流會(huì)引起發(fā)電機(jī)振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致負(fù)序電流燒機(jī)。通常發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流能力主要是取決于負(fù)序電流熱效應(yīng)(I22t)，這也是發(fā)電機(jī)的一個(gè)重要基本參數(shù)。 由上可知，開(kāi)關(guān)斷口閃絡(luò)與三相不一致是有區(qū)別的，一是產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度不同，比較來(lái)講斷口 閃絡(luò)的后果危害更大。二是兩種類(lèi)型故障發(fā)生時(shí)，從各相電流上比較二者有相同之處，但實(shí)際開(kāi)關(guān)各相分合閘位置狀態(tài)是不同的，斷口閃絡(luò)發(fā)生時(shí)開(kāi)關(guān)三相是在分閘位置，而三相不一致發(fā)生時(shí)開(kāi)關(guān)三相合、分閘位置不同，因此在我們?cè)诒Ｗo(hù)設(shè)計(jì)上應(yīng)區(qū)別對(duì)待。2．4．2 動(dòng)作邏輯方面的疏漏從動(dòng)作邏輯上分析主要有以下兩點(diǎn)不足之處： a．由于發(fā)電機(jī)干式變壓器組采用的是單元接線，發(fā)電機(jī)出口無(wú)開(kāi)關(guān)，發(fā)電機(jī)在斷口閃絡(luò)時(shí)仍將對(duì)故障點(diǎn)提供能量，加劇了故障程度，因此閃絡(luò)保護(hù)動(dòng)作后發(fā)電機(jī)應(yīng)當(dāng)立即滅磁降低斷口電壓。 b．開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)是作用于跳開(kāi)母線上的所有開(kāi)關(guān)，為防止保護(hù)誤動(dòng)，在保護(hù)設(shè)計(jì)上需經(jīng)電流檢測(cè)元件50BF閉鎖，而閃絡(luò)保護(hù)未經(jīng)任何其他判斷條件直接出口是不合理的，如果在機(jī)組正常運(yùn)行中由于保護(hù)繼電器本身故障或接線松動(dòng)等原因?qū)е卤Ｗo(hù)動(dòng)作，將會(huì)造成誤跳母線#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

[1][2]下一頁(yè)