多点接地导致发电机差动保护动作原因探讨应用

摘 要：差动保护用为发电机主保护，在实际工作中，为确保发电机主保护运行可靠，进行必要的检查至关重要。xx电站至2015年投产以来，未发现继电保护动作异常，2017年5月，发生发电机差动保护动作，电站通过发电机差动保护范围内一次设备进行检查及发电机继电保护装置校验，包括对差动保护范围内的电流、电压互感器进行检查，未发现异常。后检查发电机差动保护范围内电流互感器二次回路，发现由于电站设计原因，导致发电机差动保护范围内电流互感器二次回路多点接地，经解开后，当存在电力系统参数变化时未再发生发电机差动保护动作情况。值得在装有发电机差动保护的所有发电厂推广应用。

关键词：发电机；差动保护；多点接地；处理

中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0091-02

1 绪 论

××电站至2015年投产以来，未发现继电保护动作异常，2017年5月，发生发电机差动保护动作，电站通过发电机差动保护范围内一次设备进行检查及发电机继电保护装置校验，包括对差动保护范围内的电流、电压互感器进行检查，未发现异常。后检查发电机差动保护范围内电流互感器二次回路，发现由于电站设计原因，导致发电机差动保护范围内电流互感器二次回路多点接地，经解开后，当存在电力系统参数变化时未再发生发电机差动保护动作情况。

2 发电机差动保护基本理论

故障时2号发电机保护报差动保护跳闸，动作值为1.34A；主变保护报C相差流越限，电流值为0.95A；1号发电机保护报C相差流越限，电流值为0.84A；从录波上看110kV线路电压有谐波分量，电流有畸变和谐波分量存在，并且有零序电流；2号机电压有谐波分量，电流有畸变和谐波分量存在，其中B相电流增大，C相电流畸变，并且有零序电流。初步分析判断2号发电机差动保护动作原因为：受区外故障引起系统振荡，在线路区外故障时，发电机提供给区外故障电流，产生穿越性故障电流，由于电流的非周期分量造成发电机保护电流互感器铁芯饱和，误差增大，由于我站发电机保护没有谐波制动功能，导致2号发电机差动保护动作。

3 ××电站差动保护动作具体情况

××年××月××日××时××分，2号机组差动保护动作导致2号机出口开关、灭磁开关跳闸，2号机蝶阀关闭。事故后对2号发电机进行全面隔离，做好安全措施，组织人员对差动保护范围内的一次设备进行全面检查和对保护范围内设备进行相关的电气试验。经试验确认2号发电机差动保护范围内设备均无异常后，对2号机组进行零起升压试验检查，确认无异常。于××年××月××日××时xx分向调度值班人员汇报电站事故处理情况并申请开机带负荷检查。保护装置无差流，下位机、上位机、录波装置电流电压正常，励磁装置电流电压反馈正常，电站运行人员向调度汇报带负荷检查情况，2号机正式与系统并网运行，带有功负荷9.8MW，无功负荷0.4MVar。

原因分析：故障时2号发电机保护报差动保护跳闸，动作值为1.34A；主变保护报C相差流越限，电流值为0.95A；1号发电机保护报C相差流越限，电流值为0.84A；从录波上看110kV线路电压有谐波分量，电流有畸变和谐波分量存在，并且有零序电流；2号机电压有谐波分量，电流有畸变和谐波分量存在，其中B相电流增大，C相电流畸变，并且有零序电流。初步分析判断2号发电机差动保护动作原因为：受区外故障引起系统振荡，在线路区外故障时，发电机提供给区外故障电流，产生穿越性故障电流，由于电流的非周期分量造成发电机保护电流互感器铁芯饱和，误差增大，由于××电站发电机保护没有谐波制动功能，导致2号发电机差动保护动作。即：线路有瞬间故障，发电机提供给区外故障电流，产生穿越性故障电流，谐波造成发电机保护电流互感器铁芯饱和或故障切除后因差动保护电流互感器特性不完全一致，电流衰减不一致造成差流，导致我站2号机差动保护误动作。

xx电站采取的临时措施：在保证差动保护动作灵敏度的情况下，适当增大差动保护定值或延迟差动保护动作时间，以躲过区外故障系统振荡的干扰。为保证主设备安全稳定运行，建议在枯水期对发电机、主变保护装置进行改造。

4 差动保护动作后处理措施

（1）延时10.5kV母差保护的动作时间躲过线路保护装置的动作时间。

（2）提高差动保护的电流门槛值。

（3）联系有相关资质的人，对10.5kV范围内的所有CT进行特性试验和误差检查。

（4）根据技改计划对10.5kV母线保护装置进行更换。

（5）根据线路参数变化核算保护定值。

5 差动保护动作后处理情况

（1）发电机差动启动电流整定。

发电机额定二次电流=687.3/1000/5=3.437A。

按外部故障切除时不误动条件整定，最小动作电流：Idz.0=0.25×3.437A=0.86A。

××电站保护定值计算书按0.3In计算，取1A，已经最大限度的考虑了外部故障切除时不误动条件。由于发电机保护装置比率制动功能不完备，为了躲过保护区外故障时穿越电流造成差动保护误动，可以考虑适当提高启动电流值，牺牲一定的保护动作灵敏度临时运行，计算如下：

按躲过5月2日外部故障时产生的差流1.34A计算，可靠系数取1.2，Idz.0=1.2×1.34A=1.61A。励磁变低压侧短路420/200=2.1A，视为区内短路，差动保护能可靠动作。强励动作5.51×6/200=0.168A，差动可靠不出口。区内短路灵敏度校验：机端两相短路时制动电流为7.812A。机端两相短路时差动电流为15.62A。此时差动的动作电流：4.13A。

（2）由于发电机保护装置比率制动功能不完备，制动电流及制动系数本次不进行计算，其余保护定值不变。

（3）临时修改差动电流启动值为以上计算值。

对2号发电机进行全面隔离，做好安全措施，组织人员对差动保护范围内的设备进行全面检查，外观检查无明显的短路情况；然后对保护范围内设备进行电气试验，情况如下：

（4）发电机试验情况：

①绝缘电阻

A相对BC地：15S绝缘电阻1.8GΩ；60S绝缘电阻4.4GΩ；吸收比2.4。

B相对AC地：15S绝缘电阻1.82GΩ；60S绝缘电阻4.35GΩ；吸收比2.39。

C相对AB地：15S绝缘电阻1.82GΩ；60S绝缘电阻4.4GΩ；吸收比2.4。

②直流耐压及泄漏

A、B、C分别在5kV泄漏电流值、10kV泄漏电流值、15kV泄漏电流值、20kV泄漏电流值最大不超过2uA。

③发电机出口封闭母线绝缘及交流耐压试验情况

A相对BC地、B相对AC地、C相对AB地加压28kV1min全通过。

④中性点避雷器试验情况

中性点避雷器在1mA下的电压为14.4kV，0.75倍1mA电压下的泄漏电流36uA。

⑤母线过压保护器的交流耐压试验情况

B、C三相电压加压13kV1min通过。

⑥励磁变高压侧绝缘试验情况

高对低地：2500V，绝缘电阻122GΩ，时间1min。

（5）对差动保护范围内电流、电压互感器特性检查

差动保护范围内所有电流、电压互感器极性均为同极性。

（6）经检查检查均正常后，对差动保护范围内电流互感器二次回路检查，发现电站所有电流互感器二次回路存在多点接地，电站解开电流互感器多点接地，保留一点接地。

6 结论及推广

多点接地在水电厂存在很大隐患，xx电站的差动保护动作情况，对于所有发电厂有着极其重要的作用，建议所有装设差动保护的电厂按照xx电站方式进行提前预防，以确保继电保护设备安全可靠。

参考文献

[1]继电保护和安全自动装置通用技术条件“6.安全要求”（DLT 478-2013） ：7.

收稿日期：2018-10-16