差动保护中的干扰与防护

差动保护中的干扰与防护

1主变保护第二变b相动作2007年12月24日9:51分，一家工厂的5011开关触发触发，并检查保护动作。(1)#1发变组主变保护第一套保护主变B相动作;(2)#1发变组主变保护第二套保护主变B相动作。运行值班员到#1发变组保护小室检查并复位保护时,复位不了保护。LOCKOUT出口继电器始终处于动作状态。通知继电保护人员,检查发现#1发变组主变保护第一套保护、第二套主变保护B相仍有差流。随即到500kV开关站检查,发现某维护单位在做CT、PT精度试验时,将5012开关B相CT二次12CT-1、12CT-2绕组短接接地,拆除后保护装置即恢复正常。2主变差动保护装置确定该厂发变组继电保护系统采用德国SIEMENS生产的数字型继电保护装置,整个保护系统按照双重化要求进行设计,即一台主设备同时由两套继电保护装置对其进行保护,以降低在主设备故障时继电保护装置拒动的概率。(1)主变压器保护的配备双重化保护屏完全相同,每面含一台主变压器的保护设备。由7UT635实现主变压器保护(5侧CT独立地进入保护装置)。主变差动保护跳闸方式配置为:全停1。(2)跳闸方式的解释全停1跳闸:-跳500kV断路器1跳闸线圈1(A相、B相、C相)-起动500kV断路器失灵保护(3)差动保护(-K87)保护原理简单介绍差动保护保护发电机定子或变压器绕组及其引出线的相间短路故障,如图1所示。遵循基尔霍夫电流平衡定律,通过比较发电机两侧的电流的相位和幅值来判断是否动作,差动保护具有如下的特性:(1)具有防止区外故障误动的谐波制动和比例制动特性。(2)在同一相上出现两点接地故障(一点区内、一点区外)时,可动作出口。(3)动作时间(2倍整定电流时)不大于30ms。(4)差动保护动作后采用全停1跳闸方式动作出口继电器。(5)差动保护设差动速断段,当故障电流超过差动保护的差动速断段电流定值(2031)时,差动保护不经制动特性比较,直接由差动速断段保护动作零时限出口跳闸,动作特性如图2所示。a.故障时天气情况:晴b.处理经过:继电保护人员从保护装置中调出故障录波,如图3、图4所示。图3为#1发变组主变保护B相差动动作的录波波形,图中1L1-M1、1L2-M1、1L3-M1、3I0-M1分别为5012开关CT进入主变差动保护的A相、B相、C相、零相。从图中可以看到B相和零相有故障电流,且数值相等。图4为#1发变组主变保护B相差动动作的一次即时有效值。B相和零相的一次即时有效值分别为1.12kA、1.13kA。计算得出差动电流为1.416,远远大于差动动作值0.39。c.原因分析:由于500kV开关站离发变组保护小室较远(有450m左右)。处在500kV开关站的电流线由于受到强磁场的影响,致使500kV开关站内CT的中性点和发变组保护盘CT的中性点之间电位相差较大。(实测5012开关12CT-1、12CT-2两差动绕组中性点对地电位为0.302V)。当5012开关二次绕组12CT-1、12CT-2的B相和N相短接接地时,在主变差动保护中就会形成差电流,其等效电路见图5。在正常运行情况下,CT的接地点只在A点接地,C点是不接地的。当B、C两点短接接地后,由于C、A两点存在压差,故一部分电流由C—B—主变差动保护装置—A,另一部分电流由C—大地—A。在这里仅画了一组CT的示意图。分别到两套主变差动保护装置的12CT-1、12CT-2的二次绕组短接接地的等效图是一样的。在500kV开关站5011CT、5012CT端子箱分别模拟AN、BN、CN、ABCN短接接地,测得在发变组保护屏主变差流的一次值见表1。当差动保护在这种状态下运行,若500kVCT端子箱端子受潮或电缆某相绝缘下降,差动保护就有可能误动作。(6)寻求对策:事故发生后,增设了抗干扰接地铜原,用100mm2的铜绞线把继电器保护室内的各保护盘和500kV开关站内的各端子箱连在一起。接地网工程改造结束以后,结合机组调停的机会,在500kV开关站5011CT、5012CT端子箱分别模拟AN、BN、CN、ABCN短接接地,测得在#1发变组保护屏的主变差流的一次值如表2所示。从以上表中测得的数据可看出:就5012开关B相CT而言,接地网改造前BN短接接地后,在保护装置中形成的差流为1080A左右;而接地网改造后BN短接接地后,在保护装置中形成的最大差流为673A左右。改造后有了明显改善,但是仍然能使差动保护动作(差动保护的500kV侧一次动作值为276.9A)。由于一次设备在基建时选型变比为4000/1的CT,虽然在一定程度上减少了装置的热功耗,但却大大降低了微机保护的抗干扰能力,特别是差动回路的抗干扰能力。在一次设备CT变比不能更换成4000/5的情况下,把西门子的主变差动保护和其他类型的发变组保护比较,发现西门子的主变差动保护5组CT是各自独立的进入装置的,5组CT绕组在外围也是相互独立的。于是把500kV开关CT进入发变组主变差动的CT接地点由在保护屏接地改到在500kV开关站CT端子箱内接地。重新模拟AN、BN、CN、ABCN短接接地,测得在#1发变组保护屏的主变差流的一次值都近似为0。试验的结果表明:接到发变组差动保护回路的500kV开关CT的接地点由在保护屏接地改为在500kV开关本身CT端子箱内接地,在500kV开关站内强磁场对CT回路干扰的情况下,在CT二次侧即使再出现类似2007年12月24日的短接接地过错,差动保护也不会误动作。当然,CT在500kV开关站接地以后,若在保护屏再出现第二点接地,差动保护也会动作,但与室外环境相比,继电保护小室内的环境要好得多,端子受潮的几率也小得多,而且校验发变组保护装置时,对应的设备都处于停用状态,不存在停单个500kV开关而校验发变组保护的方式,所以保护误动的可能性很小。3降低了计算机的张力在设计时选择了500kV开关CT变比为4000/1,虽然在一定程度上减少了装置的热功耗,但却大大降低了微机保护的抗干扰能力,特别是差动回路的抗干扰能力。针对CT接地点是设在保护屏接地还是在配电装置处接地,要根据现场的实际情况而定。4ct接口系统中点的选择(1)根据电力系统继电保护规定汇编中的《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定》:电流互感器的二次回路应有一个接地点,宜在配电装置处经端子接地。本厂所使用的差动保护二次回路都相互独立,结合试验和现场存在的实际情况,接地点宜选择在配电装置处经端子接地。如500kV开关CT的接地点宜选在500kV开关站CT就地端子箱处经端子接地;(2)CT变比的选取尽量选二次额定电流为5A的变比,如4000/5等;(3)任何CT回路的接地点的改动不仅要遵守规程,还要进行必要的试验;(4)复杂的继电保护工作一定要按《继电保护安全措施票》进行规范操作。-跳500kV断路器1跳闸线圈2(A相、B