珠江电厂 RCS-985型微机保护差动误启动分析

黄中付

(广州珠江电厂,广东广州 511400)

0 概述

珠江电厂 2#高厂变差动保护采用南京南瑞继保公司的 RCS-985型发变组微机保护,是珠江电厂首套由整流型更型为微机保护的装置。2006年 3月 7日,启动 2#机电动给水泵时,2#机发变组保护报“高厂变差动保护启动”信号。

1 原因分析

针对 2#机发变组保护报“高厂变差动保护启动”信号的问题,按以下步骤进行了原因分析:

1)2#高厂变差动保护 TA变比极性及电流回路接线检查,正确。

2)2#高厂变差动保护功能试验,差动保护正常。

3)2#高厂变短路电流试验及带负荷试验,差动保护正常。

4)2#机 RCS-985保护装置启动录波图检查:大型电机 2#机电动给水泵启动时,2#高厂变差动启动,保护装置录下波形,图 1～3分别为 A、B、C三相厂变差动波形图。

图1 A相差动波形

图2 B相差动波形

图3 C相差动波形

由 1～3图中看出差流产生的主要原因是 B分支 TA发生了轻度饱和现象

经波形分析,各相最大差流如表 1,但出现时刻不一致,图中 A相出现在第 12个周波,C相出现在第 3个周波,其中 C相差流最大,C相差流的峰值达到 0.87Ie。表 1中还给出了每相差流、高低压侧电流、制动电流以及根据比率制动曲线计算出的差动电流门槛,具体分析见表 1。波形打印图上数据为第四个周波付氏算法有效值。

表1 数据分析表(单位均为额定电流)

图5为比率差动特性图,图中标出 C相差动电流位置、C相差动动作门槛。

从图 5中及表 1看出,C相差流(0.31倍额定电流)远远小于比率差动动作门槛(0.61倍额定电流),变斜率比率差动可靠制动。

图5 比率差动特性及C相差动分析

图6为三相差流二次谐波含量分析图,从图中看出,C相差流中二次谐波含量始终大于 30%。

图6 三相差流二次谐波分析

图7为 RCS-985装置,差动两侧 TA均加 60A幅值的冲击电流,从图中可见,差流不超过 0.2A。因此,RCS-985装置中的 CT特性没有问题。

图7 RCS-985装置电流试验波形

综上所述,珠江电厂大型电动机启动时,高厂变差动启动分析结果如下:

(1)比率差动定值为 0.4倍额定电流,启动时采用半波积分值和全波付氏滤波基波分量值,由于非周期分量的影响,半波积分值的启动门槛一般约为差动定值的一半,即 0.2倍额定电流,因此,这种情况下,保护会启动。保护启动主要作用是记录波形,为保护人员定值设定参考、波形分析等服务,启动时装置不发报警或跳闸信号,因此,一般不需运行人员干预。

(2)比率差动真正动作还需要三个条件:有效值(全波付氏算法)大于 0.4倍额定电流;大于比率制动门槛(0.61倍额定电流),波形中二次谐波含量小于 15%。从以上波形分析,前两个条件已不满足,而此波形经谐波分析,二次谐波含量大于 30%,因此,三个条件均不满足,此时 RCS-985保护装置可靠不误动。

(3)差流形成原因比较复杂,主要是在电动机启动暂态过程中,高厂变差动两侧电流互感器特性、两侧电缆长度(负载)不一致引起的,此种情况比较具有代表性。RCS-985装置已采用新型比率差动曲线(变斜率比率差动)、二次谐波制动、TA饱和判别等措施改善差动保护,因此,RCS-985保护在电动机启动过程中不会误动。

(4)保护启动与装置发出跳闸命令是完全不同的,装置启动录波是 RCS-985装置的先进功能。

(5)如果启动时差流有效值大于启动定值,则宜考虑适当提高定值,或更换厂变低压侧分支 TA,改善差动保护工作特性。

2 结束语

RCS-985微机保护装置本身具有足够的可靠性,一般不需要提高定值增加可靠性,如果为了进一步提高可靠性,可以采用适当提高定值的方法,但不宜太高。每次电动机启动时不平衡电流的产生差别比较大,需要加以观测更大的差流是否可能出现。从改善差动保护的工作特性来讲,采用 VA特性较好的 TA是最好的方法。在 2#高厂变低压侧分支TA更换为大容量大变比 VA特性较好的 TA后,启动大型电动机,RCS-985微机保护装置不再出现“差动启动”报警。此改进措施应用于后续的 1、3、4#机RCS-985微机保护改造,运行结果同样证明:采用VA特性较好的 TA是改善差动保护工作特性较好的方法。

[1]孟祥萍.电力系统分析[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2]国家电力调度通讯中心.电力系统继电保护实用技术问答(第 2版)[M].北京:中国电力出版社,2002.

[3]国家电力调度通讯中心.电力系统继电保护典型故障分析[M].北京:中国电力出版社,2001.