通過無線高壓變比測試儀的實驗說明報告
3.1 逆功率保護
大型發(fā)電機組保護動作幾率*多的是順序停機逆功率保護。采用微機型逆功率保護后，與過去采用的模擬型逆功率繼電器相比，動作的正確率非常高。一般采用順序停機方式的逆功率保護要求主汽門關(guān)閉的開關(guān)量必須調(diào)整合理，只有在主汽門關(guān)閉位置時接點接通，其它位置接點均應(yīng)斷開。順序停機保護的延時可取0.5 s～2 s，對以無主汽門關(guān)閉的開關(guān)量為判據(jù)的逆功率保護延時可為30 s，其逆功率整定值對300 MW機組應(yīng)為40 MW及以下。另外，逆功率保護不應(yīng)和任何電氣故障量保護發(fā)生聯(lián)系，即逆功率保護是獨立的。
3.2 發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地保護
早期的雙水內(nèi)冷發(fā)電機轉(zhuǎn)子引線拐腳容易斷裂，曾引起轉(zhuǎn)子頻繁一點接地，所以轉(zhuǎn)子一點接地保護正確動作顯得十分重要。現(xiàn)在對轉(zhuǎn)子引線拐腳改進后，拐腳斷裂已基本消除，轉(zhuǎn)子一點接地現(xiàn)象已十分**。然而轉(zhuǎn)子一點接地保護卻引起了新的無故障誤動問題增多。現(xiàn)在采用疊加工頻交流電壓的導(dǎo)納型轉(zhuǎn)子一點接地保護，或用霍爾元件構(gòu)成的測量轉(zhuǎn)子對地等效電導(dǎo)或等效電阻分量的轉(zhuǎn)子一點接地保護，從理論上講，可不受轉(zhuǎn)子對地大電容的影響。實際上當(dāng)軸電刷有較大的過渡接觸電阻時，很容易誤動，如用在大機組上，只要軸電刷的刷架或軸電刷裝配得不夠好、軸電刷的彈簧壓力不夠以及軸電刷接觸有油污等，均會引起軸電刷接觸**，保護易誤動。所以正確的裝配刷架、軸電刷，增加電刷彈簧壓力，及時**油污，對軸電刷進行良好的維護，是消除該保護誤動的關(guān)鍵。用乒乓式轉(zhuǎn)子一點接地保護極易實現(xiàn)。對于旋轉(zhuǎn)整流勵磁的發(fā)電機，采用定時通過舉刷裝置探測轉(zhuǎn)子對地絕緣電阻值的方法來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子一點接地保護，其缺點是保護的可靠性依賴于舉刷裝置，同時不能連續(xù)監(jiān)視轉(zhuǎn)子絕緣性能。
3.3 通過無線高壓變比測試儀的實驗說明報告
目前大機組大都采用測量機端電壓中的2次諧波分量為判據(jù)的轉(zhuǎn)子兩點接地保護。在各種正常工況下，300 MW機組機端電壓的2次諧波分量不大于0.15%UN，所以我廠對這類保護2次諧波分量動作值整定為(0.35%～0.6%)UN。由于該保護判據(jù)相當(dāng)薄弱，在實際運行中，不論是模擬保護還是微機保護都曾有過不同程度的誤動，如無故障情況以及區(qū)外故障時均有過誤發(fā)信號(該保護在我廠投運方式為只投信號)。對于微機型相同原理的保護，由于該機組是旋轉(zhuǎn)整流勵磁，所以停機時殘壓持續(xù)時間較長，且殘壓頻率已不是50 Hz，該保護停機時均誤發(fā)信號。由于大機組確定轉(zhuǎn)子一點接地后，都不會連續(xù)運行，所以不會到發(fā)展成兩點接地時才停機檢修。根據(jù)以上情況，對該原理的轉(zhuǎn)子兩點接地保護只投動作信號是合理的，另外對微機型保護，應(yīng)開發(fā)新判據(jù)的轉(zhuǎn)子兩點接地保護較為適宜。
3.4 失磁保護
其中模擬型和WFBZ—01型微機保護各動作一次，動作行為均正確。失磁保護整定值的選擇也是失磁保護正確動作的關(guān)鍵，我們認(rèn)為按異步邊界圓動作與高壓側(cè)低電壓動作組成的“與”門，且整定值取85%UN，以0.5 s動作出口，異步邊界圓以1 s動作出口(以上均應(yīng)加TV斷線閉鎖)。例如某電廠300 MW機組采用的失磁保護判據(jù)為用高壓側(cè)電壓(整定值為85%UN)和異步邊界圓組成“與”門，結(jié)果在轉(zhuǎn)子引線處短路而引起失磁，失磁時系統(tǒng)電壓大于85%UN，機端阻抗雖已進入異步邊界圓內(nèi)，但保護經(jīng)1 s未出口，隨之電壓下降至85%UN，但此時機端阻抗又滑出異步邊界圓，這樣保護又未出口，*后引起整流柜故障，保護經(jīng)4 s出口，使引線嚴(yán)重?zé)龎摹５珵榱藴p少某些勵磁回路故障引起的停機次數(shù)，可按靜穩(wěn)邊界圓判據(jù)自動減有功出力，按異步邊界圓與系統(tǒng)電壓下降判據(jù)出口跳閘。
3.5 定子匝間短路保護
目前除定子雙星形中性點引出的機組可以采用橫差作定子匝間短路保護比較完善、可靠外，用其它判據(jù)構(gòu)成的匝間短路保護，由于故障時判據(jù)不完善，其正確動作率甚低。WFBZ—01型微機匝間保護采用機端專用電壓互感器基波零序電壓為基本判據(jù)，分靈敏段和次靈敏段，其中靈敏段用區(qū)外故障時出現(xiàn)的3次諧波作為制動量。在我廠應(yīng)用時，曾因機端其它TV層間絕緣瞬時破壞，匝間保護測量到基波零序電壓而動作；還有在區(qū)外故障時受3次諧波制動而匝間保護未誤動的實例。希望有其它判據(jù)，使匝間短路保護更為完善。
3.6 過勵磁保護及過電壓保護
從多年來運行情況看，大機組保護必須設(shè)置可靠和整定合理的過勵磁保護和過電壓保護，通過無線高壓變比測試儀的實驗說明報告，特別是當(dāng)發(fā)電機在滿速升壓過程中，當(dāng)勵磁調(diào)節(jié)器失控時極易出現(xiàn)危險的過勵磁和過電壓，其過勵磁和過電壓保護要和發(fā)電機、主變壓器等過勵能力較弱的設(shè)備配合。如某300 MW機組在空載升壓過程中由于勵磁調(diào)節(jié)器損壞失控，在合上勵磁開關(guān)時，勵磁迅速上升，因主變過勵磁，其空載電流導(dǎo)致發(fā)電機—變壓器組比率制動差動保護動作。所以發(fā)電機—變壓器組在空載狀態(tài)，未并網(wǎng)前的過勵磁、過電壓危害特別嚴(yán)重。一些過去的機組在這方面也考慮得不多。我們認(rèn)為須加裝過勵磁、過電壓保護，可以分段設(shè)置，也可以按反時限特性和機組過勵磁、過電壓能力配合設(shè)置，同時必須設(shè)置短時限或0.5 s的上限過勵磁、過電壓保護，以便在并網(wǎng)前發(fā)電機組出現(xiàn)*危險的過勵磁、過電壓時，能快速切斷勵磁，保證機組的**。
3.7 低阻抗保護
根據(jù)多年運行經(jīng)驗，大機組采用低阻抗作為高壓母線的后備保護，在某種程度上也有一定的意義，但模擬型保護正確動作率很低，特別因裝置內(nèi)、外電壓回路斷線而誤動的情況頻繁發(fā)生。我廠對現(xiàn)在運行的模擬型和微機型低阻抗保護均裝設(shè)了電壓回路斷線閉鎖和電流閉鎖回路，至今該兩套保護未有誤動發(fā)生。模擬型保護電流閉鎖元件整定值Idz取(1.1～1.15)IN/0.85；微機型保護的返回系數(shù)比較高，Idz取(1.1～1.15)IN/0.95。
3.8 差動保護
目前大機組差動保護均已采用起始動作電流小于額定電流IN的比率制動差動保護，也不考慮TA斷線閉鎖。我們認(rèn)為大機組保護在TA斷線時，當(dāng)負(fù)荷電流達到動作電流，就應(yīng)由保護動作出口而停機，TA斷線不應(yīng)閉鎖差動保護而只動作于信號。一般起始動作電流Idz取(0.2～0.4)IN，比率制動系數(shù)取Kz≈0.4(微機保護)，這樣在故障時靈敏度是足夠的，如按理論計算，起始動作電流和制動系數(shù)還可下降，但*好在局部機組上對高靈敏度定值進行試運行，且經(jīng)過多次區(qū)外故障考驗后方可推廣采用。差動保護定值按理論計算與實際運行不符合的情況也屢有發(fā)生，通過無線高壓變比測試儀的實驗說明報告，所以采用高靈敏定值(縱差、橫差)*好要慎重一些，避免不必要的誤動。
3.9 關(guān)于微機保護*大故障電流的考慮
根據(jù)目前國內(nèi)微機型元件保護的使用情況，在大電流工況下應(yīng)注意以下問題：
a.電流很大時一次TA飽和對保護特性的影響；
b.電流很大時，裝置數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)的非線性如二次TA及A/D轉(zhuǎn)換器的飽和對保護動作特性的影響；
c.電流很大時，按工作在額定電流附近設(shè)計的后備保護**計算的適應(yīng)性；
d.需要大電流定值的場合，裝置整定范圍是否滿足要求。
我廠使用的WFBZ—01型微機保護裝置，在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)廠高壓變壓器電流速斷要求的整定值(此定值大)已超出裝置整定范圍；低阻抗保護在二次電流達125 A時已超出計算范圍。后經(jīng)修改程序，更換二次電流互感器，使保護在*大故障電流且一次TA不飽和情況下能正確動作。
3.10 誤上電或啟停機保護
電壓等級在220 kV及以下，且一次系統(tǒng)較為簡單的雙母線接線時，對大機組保護可不考慮裝設(shè)誤上電或啟停機保護；電壓等級在220 kV以上或一次系統(tǒng)較復(fù)雜的大機組保護應(yīng)考慮誤上電或啟停機保護。
