三萬線抗抗器保護(hù)誤動(dòng)作分析

三萬線抗抗器保護(hù)誤動(dòng)作分析

1機(jī)組并網(wǎng)調(diào)試調(diào)度行動(dòng)計(jì)劃三峽的第一個(gè)發(fā)電站是眾所周知的。初始條件是連接電網(wǎng)的先決條件。三個(gè)左側(cè)電廠及信號(hào)庫的順利運(yùn)行是順利的。這對(duì)連接三峽能源的外部通道非常重要，而且對(duì)于確保峽谷能源的可靠轉(zhuǎn)移具有重要意義。國家電力調(diào)度通信中心為此制定了三峽首批機(jī)組并網(wǎng)調(diào)試調(diào)度實(shí)施方案,啟動(dòng)范圍包括三峽左岸電廠500kV升壓站1、2號(hào)母線、1～5串開關(guān),三峽一萬縣(三萬)線、三峽—龍泉(三龍)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ線共四條500kV線路的一、二次設(shè)備,一次接線如圖1所示。2003年6月15日上午9時(shí)正式啟動(dòng)并網(wǎng)調(diào)試,圖中長萬線為長壽一萬縣線路,龍斗線為龍泉一斗笠線路,DK代表電抗器。23萬線抗高血壓設(shè)備介紹2.1執(zhí)行保護(hù)及抗壓電路500kV三萬線及其三峽電廠側(cè)高壓電抗器的保護(hù)配置情況為:三萬線線路主保護(hù)1為三菱MCD-H2分相電流差動(dòng)保護(hù)(OPGW通道),線路主保護(hù)2為南瑞LFP-902A縱聯(lián)距離保護(hù)(復(fù)用載波通道),二者均為國電南京自動(dòng)化股份有限公司的WDK-600電抗器保護(hù),每套主保護(hù)含有分相電流差動(dòng)保護(hù)、零序電流差動(dòng)保護(hù)及中性點(diǎn)小電抗零序過流保護(hù)等功能見圖2。高抗保護(hù)功能簡介:①分相電流差動(dòng)保護(hù)采用比率制動(dòng)原理,取電抗器高、低兩端相電流中的較大者作為該相的制動(dòng)電流;②零序電流差動(dòng)保護(hù)采用比率制動(dòng)原理,取電抗器高、低兩端零序電流有效值之差的絕對(duì)值作為制動(dòng)電流;③中性點(diǎn)小電抗零序過流保護(hù)的零序電流由差動(dòng)保護(hù)低端CT的三相電流相加得到。三萬線高抗保護(hù)及故障錄波器電流回路接線方式如圖3所示。圖中,高抗高端1CT三相電流串接PF11故障錄波器后,再輸入到WDK-600高抗保護(hù)1,再三相并在一起輸入到PF11故障錄波器,并在故障錄波器就地屏處接地;電抗器低端5CT電流直接輸入到WDK-600電抗器保護(hù)1,電抗器高端2CT電流和低端4CT電流則直接輸入到WDK-600電抗器保護(hù)2。2.2ct變比認(rèn)定三萬線三峽電廠側(cè)高抗參數(shù)為:主電抗器一次側(cè)額定電流為157A;高端CT變比為417A/1A(實(shí)際變比為1250A/1A,由于高低端CT變比不同,廠家在內(nèi)部邏輯中認(rèn)定高端CT變比為1250A/3A=417),低端CT變比為300A/1A;分相電流差動(dòng)及零序電流差動(dòng)動(dòng)作值是高端CT變比417的倍數(shù),中性點(diǎn)小電抗零序電流保護(hù)采用低端CT自產(chǎn)的零序電流,其動(dòng)作值是低端CT變比300的倍數(shù)。3試驗(yàn)現(xiàn)象及保護(hù)動(dòng)作行為分析3.1現(xiàn)行政策應(yīng)準(zhǔn)備現(xiàn)狀及調(diào)整2003年5月17日9:38,三峽左岸電廠值班員命令合三萬線5113開關(guān),此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行方式為:萬縣站騰空500kVⅡ母線,龍泉站經(jīng)三龍Ⅱ線帶三峽左岸電廠500kVⅡ母線運(yùn)行,準(zhǔn)備由三峽左岸電廠空沖三萬線至萬縣站。5113開關(guān)合閘后,三萬線高抗分相電流差動(dòng)保護(hù)、零序差動(dòng)及中性點(diǎn)小電抗過流保護(hù)動(dòng)作跳開三萬線。試驗(yàn)指揮部經(jīng)初步分析決定將三萬線高抗轉(zhuǎn)冷備用,進(jìn)行外觀及油樣檢查,要求調(diào)試單位進(jìn)一步檢查保護(hù)的二次回路。為不影響啟動(dòng)調(diào)試工作的進(jìn)度,指揮部臨時(shí)決定跳過三萬線充電的項(xiàng)目,先做三峽電廠投切三龍Ⅲ線的試驗(yàn)。高抗保護(hù)1、2動(dòng)作后收到的動(dòng)作報(bào)告見表1。3.2錄波就地裝置三峽左岸電廠GIS部分設(shè)備采用的是ABB公司Indactic650型故障錄波裝置,全站設(shè)一個(gè)故障錄波中心站,安裝在控制室,裝有后臺(tái)分析軟件,方便運(yùn)行人員調(diào)用故障錄波,該中心站通過光纖與300m外的保護(hù)室內(nèi)的兩面故障錄波就地屏通信。故障發(fā)生后,故障錄波就地裝置只存儲(chǔ)少量的錄波數(shù)據(jù),大量的數(shù)據(jù)通過光纖傳至錄波中心站的服務(wù)器存盤。目前該錄波中心站已能由遠(yuǎn)方調(diào)用,即由國家電力調(diào)度通信中心或三峽梯調(diào)在遠(yuǎn)方經(jīng)撥號(hào)調(diào)用故障錄波圖,便于事故分析。近期要實(shí)現(xiàn)三峽左岸電廠GIS部分所有保護(hù)設(shè)備均可通過站內(nèi)的故障信息遠(yuǎn)傳系統(tǒng)子站傳送更詳細(xì)的保護(hù)動(dòng)作信息到國調(diào)和三峽梯調(diào)的功能。2003年6月17日9:43三萬線充電高抗保護(hù)動(dòng)作跳閘的故障錄波圖如圖4所示。圖中,RMS代表有效值,從上到下的8條曲線依次為三萬線5113開關(guān)的A、B、C相電流和零序電流及接入到三萬線電抗器保護(hù)1的高抗1CT的A、B、C相電流和零序電流。每條曲線右側(cè)的兩個(gè)數(shù)值分別為4ms時(shí)(即右側(cè)豎線)所對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)值和有效值。3.3萬線抗沖劑應(yīng)用結(jié)果(1)A、B相分相電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作分析保護(hù)動(dòng)作報(bào)告顯示,接在不同CT繞組上的高抗保護(hù)1、2的A、B兩相的分相電流差動(dòng)保護(hù)均動(dòng)作。一般四組CT的極性不會(huì)同時(shí)接措,初步判斷為可能是高抗A、B相內(nèi)部故障。由于三萬線高抗為分相式結(jié)構(gòu),相間短路的可能性不大,兩相接地的可能性較大。高抗保護(hù)的A、B相差流為0.7A,對(duì)應(yīng)的一次電流為0.7×417A;制動(dòng)電流為0.35A,對(duì)應(yīng)的一次電流為146A;這表明即使發(fā)生故障,故障電流也相當(dāng)小,故障點(diǎn)應(yīng)在高抗內(nèi)部且遠(yuǎn)離500kV母線。(2)對(duì)高抗保護(hù)動(dòng)作報(bào)告的進(jìn)一步分析表明保護(hù)跳閘是由于高抗低端A、B兩相的CT一次極性接反,高抗并未發(fā)生故障,分析過程如下:1)高抗發(fā)生故障的可能性不大。高抗分相電流差動(dòng)保護(hù)取高抗兩端電流中的較大者作為制動(dòng)電流,如高抗發(fā)生故障,流經(jīng)高端的電流應(yīng)遠(yuǎn)大于低端的電流,因此差動(dòng)電流與制動(dòng)電流在數(shù)值上應(yīng)比較接近,而此處差動(dòng)電流的數(shù)值正好是制動(dòng)電流的2倍。2)高抗保護(hù)A、B相的CT極性可能錯(cuò)了。如A、B兩相電流的CT極性接反,則分相差動(dòng)差流應(yīng)為高抗額定電流的2倍,制動(dòng)電流等于高抗額定電流,零序差動(dòng)差流應(yīng)為高抗額定電流的2倍,這與高抗保護(hù)的打印報(bào)告完全吻合。3)A、B兩相極性錯(cuò)誤發(fā)生在高抗的同一側(cè),即同在高端或低端。零序電流差動(dòng)保護(hù)取高抗兩端零序電流絕對(duì)值的差作為制動(dòng)電流,如A、B相極性錯(cuò)誤發(fā)生在不同端,則其制動(dòng)電流應(yīng)為零,而打印報(bào)告顯示其制動(dòng)電流與動(dòng)作電流相同。4)高抗低端的CT極性錯(cuò)了。故障錄波及測(cè)試單位的錄波顯示三萬線開關(guān)跳開后,高抗與線路充電電容間存在振蕩釋放能量的過程,三相振蕩電流為近似對(duì)稱的正序電流。中性點(diǎn)零序電流保護(hù)采用高抗低端的CT電流,該保護(hù)在三萬線充電后1520ms時(shí)動(dòng)作,這表明三萬線開關(guān)跳開后,中性點(diǎn)零序電流保護(hù)一直感受到零序電流的存在,有可能是高抗低端的CT極性錯(cuò)誤。需要說明的是,動(dòng)作報(bào)告上零序動(dòng)作電流為0.5×300A,是保護(hù)1520ms跳閘時(shí)振蕩電流的數(shù)值,比充電瞬間的值有所衰減;低端兩相CT極性接反,充電瞬間的零序電流在數(shù)值上應(yīng)為2倍的高抗額定電流。5)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)高抗保護(hù)用CT的二次輸出到故障錄波器和高抗保護(hù)間的所有電流回路都進(jìn)行了檢查,結(jié)果表明接線正確,因此只能判斷為低端CT一次側(cè)極性接反了。6)高抗外觀經(jīng)檢查沒有異常,油樣檢查顯示氣體含量正常,表明高抗內(nèi)部未發(fā)生故障。進(jìn)一步支持了三萬線高抗低端的A、B兩相CT一次側(cè)極性接反的判斷。(3)安裝單位檢查證實(shí):高抗低端A、B兩相CT一次側(cè)極性接反,導(dǎo)致兩相二次共四套保護(hù)的電流極性出錯(cuò)。由于三萬線高抗保護(hù)動(dòng)作并非由系統(tǒng)故障引起,因此三萬線MCD-H2、LFP-902A保護(hù)及龍泉側(cè)設(shè)置的試驗(yàn)后備保護(hù)沒有動(dòng)作是正確的。安裝單位對(duì)高抗低端的A、B兩相CT一次回路作了更正。2003年5月17日19:35三萬線高抗消缺工作結(jié)束轉(zhuǎn)為熱備用,運(yùn)行人員合三峽左岸電廠5113開關(guān)給三萬線充電成功,啟動(dòng)調(diào)試?yán)^續(xù)按計(jì)劃正常進(jìn)行。4做好相關(guān)資料的收集和整理,及時(shí)掌握所使用的保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)