三萬線抗抗器保護誤動作分析

三萬線抗抗器保護誤動作分析

1機組并網(wǎng)調(diào)試調(diào)度行動計劃三峽的第一個發(fā)電站是眾所周知的。初始條件是連接電網(wǎng)的先決條件。三個左側(cè)電廠及信號庫的順利運行是順利的。這對連接三峽能源的外部通道非常重要，而且對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組并網(wǎng)調(diào)試調(diào)度實施方案,啟動范圍包括三峽左岸電廠500kV升壓站1、2號母線、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時正式啟動并網(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)高壓電抗器的保護配置情況為:三萬線線路主保護1為三菱MCD-H2分相電流差動保護(OPGW通道),線路主保護2為南瑞LFP-902A縱聯(lián)距離保護(復(fù)用載波通道),二者均為國電南京自動化股份有限公司的WDK-600電抗器保護,每套主保護含有分相電流差動保護、零序電流差動保護及中性點小電抗零序過流保護等功能見圖2。高抗保護功能簡介:①分相電流差動保護采用比率制動原理,取電抗器高、低兩端相電流中的較大者作為該相的制動電流;②零序電流差動保護采用比率制動原理,取電抗器高、低兩端零序電流有效值之差的絕對值作為制動電流;③中性點小電抗零序過流保護的零序電流由差動保護低端CT的三相電流相加得到。三萬線高抗保護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;分相電流差動及零序電流差動動作值是高端CT變比417的倍數(shù),中性點小電抗零序電流保護采用低端CT自產(chǎn)的零序電流,其動作值是低端CT變比300的倍數(shù)。3試驗現(xiàn)象及保護動作行為分析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),此時系統(tǒng)運行方式為: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保護、零序差動及中性點小電抗過流保護動作跳開三萬線。試驗指揮部經(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)一步檢查保護的二次回路。為不影響啟動調(diào)試工作的進(jìn)度,指揮部臨時決定跳過三萬線充電的項目,先做三峽電廠投切三龍Ⅲ線的試驗。高抗保護1、2動作后收到的動作報告見表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)一個故障錄波中心站,安裝在控制室,裝有后臺分析軟件,方便運行人員調(diào)用故障錄波,該中心站通過光纖與300m外的保護室內(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)撥號調(diào)用故障錄波圖,便于事故分析。近期要實現(xiàn)三峽左岸電廠GIS部分所有保護設(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)的保護動作信息到國調(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動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)的兩個數(shù)值分別為4ms時(即右側(cè)豎線)所對應(yīng)的瞬時值和有效值。3.3萬線抗沖劑應(yīng)用結(jié)果(1)A、B相分相電流差動保護動作分析保護動作報告顯示,接在不同CT繞組上的高抗保護1、2的A、B兩相的分相電流差動保護均動作。一般四組CT的極性不會同時接措,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。高抗保護的A、B相差流為0.7A,對應(yīng)的一次電流為0.7×417A;制動電流為0.35A,對應(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,故障點應(yīng)在高抗內(nèi)部且遠(yuǎn)離500kV母線。(2)對高抗保護動作報告的進(jìn)一步分析表明保護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。高抗分相電流差動保護取高抗兩端電流中的較大者作為制動電流,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,因此差動電流與制動電流在數(shù)值上應(yīng)比較接近,而此處差動電流的數(shù)值正好是制動電流的2倍。2)高抗保護A、B相的CT極性可能錯了。如A、B兩相電流的CT極性接反,則分相差動差流應(yīng)為高抗額定電流的2倍,制動電流等于高抗額定電流,零序差動差流應(yīng)為高抗額定電流的2倍,這與高抗保護的打印報告完全吻合。3)A、B兩相極性錯誤發(fā)生在高抗的同一側(cè),即同在高端或低端。零序電流差動保護取高抗兩端零序電流絕對值的差作為制動電流,如A、B相極性錯誤發(fā)生在不同端,則其制動電流應(yīng)為零,而打印報告顯示其制動電流與動作電流相同。4)高抗低端的CT極性錯了。故障錄波及測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稱的正序電流。中性點零序電流保護采用高抗低端的CT電流,該保護在三萬線充電后1520ms時動作,這表明三萬線開關(guān)跳開后,中性點零序電流保護一直感受到零序電流的存在,有可能是高抗低端的CT極性錯誤。需要說明的是,動作報告上零序動作電流為0.5×300A,是保護1520ms跳閘時振蕩電流的數(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)場對高抗保護用CT的二次輸出到故障錄波器和高抗保護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: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的電流極性出錯。由于三萬線高抗保護動作并非由系統(tǒng)故障引起,因此三萬線MCD-H2、LFP-902A保護及龍泉側(cè)設(shè)置的試驗后備保護沒有動作是正確的。安裝單位對高抗低端的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,運行人員合三峽左岸電廠5113開關(guān)給三萬線充電成功,啟動調(diào)試?yán)^續(xù)按計劃正常進(jìn)行。4做好相關(guān)資料的收集和整理,及時掌握所使用的保護動作現(xiàn)