发变组保护中复压记忆过流保护的应用

孙喜萍

【摘  要】本文针对三起不同的由复压过流保护误动，导致扩大事故范围的案例，总结其事故原因和相应解决措施，并密切结合相关规程，综合分析了在发电机变压器组保护中复压记忆过流保护的应用，对保护配置提出了简洁有效的技术建议和解决方案，避免相关保护配置误区再次出现。

【关键词】复压过流保护;电流记忆功能;应用

1 铜川某电厂事故分析

华能铜川电厂一期#1机组以发电机-变压器单元接线接入330kV升压站，升压站采用双母线接线方式。#1机组设复合电压记忆过流保护作为发电机、变压器、高压母线和相邻线路故障的后备保护。其保护出口为第一时限跳母联断路器，第二时限跳主变高压侧断路器。

2008年12月6日，陕西铜川电厂在进行#1发变组空冷岛水冲洗工作时，引起#1变压器高压侧B相避雷器发生闪络，#1发变组保护主变差动速断保护动作，出口全停，正确跳开主变高压侧3301断路器。约2.7s后，#1发变组保护发电机过流I段保护动作，出口跳开高压侧母线联络开关3300断路器。

经事故后分析故障录波数据，由于B相避雷器对地短路，产生了巨大的故障电流，主变B、C相差动电流达到12倍额定电流，使得主变差动速断保护正确动作并出口，使故障点与系统隔离。主变差动速断动作之后，跳开主变高压侧开关且发电机灭磁，使机端电压迅速衰减，同时故障电流也逐渐衰减。当短路故障发生时，故障电流满足复压过流保护的电流条件，电压同样满足复合电压条件，保护启动。由于电流记忆功能，且电压条件一直满足，所以当延时满足后，复合电压过流保护动作出口，跳开母联断路器，使事故范围扩大。

此次事故由于保护逻辑为考虑到电流记忆功能对发电机解列后复压过流保护所造成的持续影响，及跳闸出口的不当设置，导致保护误动作。针对这次事故现场的解决方案有：1、修改保护逻辑，增加发变组并网状态闭锁至发电机过流I段保护逻辑中，使保护动作断路器跳开后后备保护不再动作;2、修改定值，取消发电机记忆过流保护I段跳母联出口方式。

2 甘肃某水电厂主变复压过流保护误动事故

当事故发生前，所有机组和线路均倒至乙母线运行，母联断路器在合位，准备由甲母线进行1号主变压器冲击试验。

1号主变按照计划需进行大修后的三次冲击试验，根据实验方案投入其中性点刀闸及所有变压器保护，合上主变高压侧母线刀闸。第一次冲击试验正常完成，在进行第二次冲击合闸试验时，主变复合电压过流保护动作，母联断路器跳闸，主变高压侧开关跳闸。立即停止冲击试验并进行一、二次设备检查，并没有发现异常现象。

事故后分析结论认为，第二次冲击试验时其励磁涌流较大，而主变差动保护被其采用的谐波制动及波形判别正确制动。但是其励磁涌流大小满足了变压器复压过流保护电流元件动作值，虽然持续很短时间但仍被记忆功能记忆，而保护复合电压元件所采用的机端电压为零，导致了复压过流保护误动作。电厂针对此次事故采取的措施：在主变复压过流保护逻辑中增加主变差动保护动作闭锁。

3 江西某电厂发电机复压过流保护误动事故

事故发生前#2发电机并网运行，#1发电机停运，主变和另外两台变压器带电运行。2009年3月23日，事故发生原因是6kV高压开关室发生爆炸，#2发电机WFB-811型保护装置比率差动保护动作、复压过流保护I时限动作、复压过流保护II时限动作。#2发电机出口断路器跳闸，主变高压侧开关跳闸，两台变压器开关跳闸。

根据现场检查状况和保护动作报告分析，事故是由于#2发电机转子回路直流短路使励磁变高压侧电流突增，造成高压保险爆炸产生弧光，引发三相短路，所以差动保护正确动作切除故障。而延时4.3s后，發电机复压记忆过流保护I时限动作，跳开主变高压侧开关，延时4.9s后，复压记忆过流保护II时限动作，跳开两台变压器。故障发生时，故障电流满足发电机复合电压过流定值，而由于投入电流记忆功能，所以当差动保护动作跳开出口断路器机端电压消失后，复压过流跳闸条件满足，出口经延时跳开相应开关。这种动作方式不必要地扩大了事故范围，应当对其保护设置进行修正。

4 事故及规程分析

对这三起事故进行分析，可以看出它们都是在故障发生后主保护正确动作的前提下，复压记忆过流保护按照原定的保护逻辑和出口方式进行动作，但是根据实际情况不应当动作而造成事故范围扩大的误动作。

在这三起事故中，问题的焦点聚集在两个问题：（1）复压过流保护电流记忆功能的使用;（2）复压过流保护的出口方式。在《GB14285-2006-T 继电保护和安全自动装置技术规程》中规定：“自并励（无串联变压器）发电机，宜采用带电流记忆（保持）的低压过电流保护”。而在《DLT684-2012 大型发电机变压器继电保护整定计算导则》中，发电机复合电压过流保护条目下规定：“当发电机为自并励励磁方式时，电流元件应具有记忆功能，记忆时间稍长于动作时限;但是其动作时限及出口方式规定为：与主变压器后备保护的动作时间配合，动作于停机”。可见，发电机复压记忆过流保护是按照规程应当投入使用的，按照其逻辑设计可以起到相应保护功能。

同时可以看出，《导则》明确规定，发电机复合电压过流保护应当动作于停机，而不应当出口动作于母联断路器或者其他相邻断路器。对于带有或者不带发电机出口断路器的机组而言，没有根本区别。这样也就保证了即使后备保护误动，也不会将事故扩大化。在上述江西某电厂事故和铜川电厂事故中，发电机复合电压过流保护的出口都被整定跳开母联或其他非本侧断路器，这与导则不相符，也是发变组保护定值计算工作中的一个传统误区。

对于由此问题延伸出来的另一个问题，即发电机后备保护在主保护动作后仍然可能动作，可以认为既然按照规程设定出口方式后，即使后备保护动作也不会将事故扩大化，那么有理由让发电机复压过流保护按照其设计意图行使其后备保护的功能，没有必要再去加入主保护动作闭锁或并网状态闭锁逻辑。

另外，在《DLT684-2012 大型发电机变压器继电保护整定计算导则》中对相间后备保护的出口规定：“变压器后备保护动作切除的原则为尽量缩小被切除的范围，一般为先断开分段、母联断路器，再断开本侧（对侧）断路器，最后断开其他各侧断路器”。所以变压器复压过流保护出口跳闸母联断路器是正确的，但是如果变压器复压过流保护误动作，其事故范围就会被扩大，进而影响系统稳定运行，甚至造成更严重的后果。

5 总结

通过对三起保护误动事故的总结分析和对相关规程规范的探讨，基本可以认为关于复压记忆过流保护问题的解决方案总结如下：

（1）发电机复压过流保护应当投入电流记忆功能。

（2）发电机复压过流保护出口为全停。

（3）变压器复压过流保护不应当投入电流记忆功能。

（作者单位：同煤塔山第二发电有限公司）