发变组断路器非全相状态的整定计算探讨

周治勋

【摘 要】本文通过对发变组断路器非全相及失灵保护负序和零序过电流元件的整定计算，探讨负序和零序过电流元件的整定计算方法。

【关键词】非全相；失灵；负序；零序；保护整定

大型发电机变压器组220kV及以上高压侧的断路器在90年代前都采用分相操作的断路器，这种断路器操作方式在操作过程中曾多次出现非全相运行，由于非全相运行造成发电机组转子严重损坏，所以对分相操作的断路器应装设非全相运行保护和非全相运行起动失灵保护回路。

现在新安装的大型发电机变压器组220kV及以上高压侧的断路器部分采用了三相操动机构，可以在很大程度上降低发电机变压器组非全相运行的概率，然而从近年来运行情况看，三相操动机构断路器的非全相运行概率并没有完全杜绝，仍有因非全相运行造成发电机转子损坏的可能，所以三相操动机构断路器也应考虑装设非全相运行起动失灵保护回路。

非全相起动失灵保护回路一般由负序电流元件、零序电流元件及相电流元件组成。作为断路器失灵保护的动作判据，正确合理地整定这些元件的定值，是失灵保护正确动作的前提和保证。本文通过对发变组断路器非全相及失灵保护负序和零序过电流元件的整定计算，探讨负序和零序过电流元件的整定计算方法。

4.灵敏度分析

（1）系统最小运行方式下，变压器高压侧发生接地或短路故障，断路器一相拒动导致非全相运行时，变压器500kV侧负序和零序电流。

在发生接地或相间故障，断路器拒跳故障未消除时，负序和零序电流元件均能可靠动作启动非全相及失灵保护；断路器拒跳故障已消除非全相运行时，在故障前负荷电流为24%以上额定电流时一相拒跳，负序电流元件能动作、负荷电流为52%以上额定电流时，零序电流元件能动作。

（2）发变组无接地及短路故障发生，在操作合闸、手动分闸，断路器偷跳等导致断路器非全相运行，发电机带不同负荷电流时，变压器500kV侧负序和零序电流。

在50%以上额定电流时，由于操作合闸、手动分闸，断路器偷跳等导致断路器非全相两相运行，负序电流及零序电流元件能动作。

在25%以上额定电流时，由于操作合闸、手动分闸，断路器偷跳等导致断路器非全相一相运行，负序电流元件能动作。

在60%以上额定电流时，由于操作合闸、手动分闸，断路器偷跳等导致断路器非全相一相运行，零序电流元件能动作。

5.结束语

按躲过发电机长期允许的最大负序电流整定的负序电流元件，在发生接地或相间故障，由于断路器拒跳故障未消除时，负序电流元件能可靠动作启动非全相及失灵保护；若断路器拒跳故障已消除，如果故障前负荷电流为25%以上额定电流，则负序电流元件也能动作，若在操作过程中、断路器偷跳等导致断路器非全相一相运行，在非全相运行前负荷电流为25%以上额定电流时，负序电流元件能动作，若在操作过程中、断路器偷跳等导致断路器非全相两相运行，在非全相运行前负荷电流为50%以上额定电流时，负序电流元件能动作。

按躲过正常工况下的最大零序不平衡电流整定的零序电流元件，在发生接地或相间故障，由于断路器拒跳故障未消除时，零序电流元件能可靠动作启动非全相及失灵保护；若断路器拒跳故障已消除，如果故障前负荷电流为52%以上额定电流，则零序电流元件也能动作，若在操作过程中、断路器偷跳等导致断路器非全相一相运行，在非全相运行前负荷电流为60%以上额定电流时，零序电流元件能动作，若在操作过程中、断路器偷跳等导致断路器非全相两相运行，在非全相运行前负荷电流为50%以上额定电流时，零序电流元件能动作。

在非全相运行负序电流元件不能动作时，由于负序电流不超过发电机长期允许的最大负序电流，对发电机不造成危害。

综上所述，由于各种因素导致断路器非全相运行时，因非全相运行前的各种运行工况不同，从而导致起动断路器失灵保护回路中的负序电流元件和零序电流元件动作情况也不同。因此，在运行中，将负序电流元件和零序电流元件均投入运行，并按本文中的方法整定该两个元件的定值，以保证在断路器非全相工况下，发变组保护起动失灵保护回路能够可靠起动，以保证发电机的安全。 [科]

【参考文献】

[1]王维俭.电力主设备继电保护原理与应用.中国电力出版社，1996.

[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答.中国电力出版社，2000.

[3]大型发电机变压器继电保护整定计算导则.DL/T684-2012中国电力出版社，2012.