新编二十五项反措讲稿-张洁.ppt

二十五项反措解读（继电保护）主讲：张 洁华电电力科学研究院 二一六年七月七日 济南,防止继电保护事故,继电保护双重化 继电保护反措 二次回路及抗干扰 其他问题,继电保护双重化,国家能源局防止电力生产事故的二十五项重点要求在防止继电保护事故中，对继电保护双重化做出9项基本要求，其中有以下几项值得注意：18.4.1依照双重化原则配置的两套保护装置,每套保护均应含有完整独立的主、后备保护，能反应被保护设备的各种故障及异常状态，并能作用于跳闸或给出信号，宜采用主、后一体的保护装置。目前国产保护装置基本都能够做到这一点（非电量保护除外），如：线路光纤纵差保护，发变组保护，变压器、电抗器保护等。但有一种特殊情况，采用国外的光纤纵差保护时（L90、MCD、P544等），我们不使用这些保护中的后备保护，这是由于这些国家的后备保护原理不适合我们的电网要求，因此我们不使用这些保护中的后备保护，单独配置了一套后备保护，这只是一种特殊情况，今后会逐渐消失。,继电保护双重化,18.4.5两套保护装置的交流电流应分别取自电流互感器互相独立的绕组；交流电压宜分别取自电压互感器互相独立的绕组。其保护范围应交叉重叠，避免死区。应该注意，在这一条中对交流电流使用的是“应”，对交流电压使用的是“宜”，这主要考虑一些老的变电站或发电厂使用的电压互感器，属于早期生产的，只有一个二次绕组和一个三次绕组，要求两套保护分别取自相互独立的绕组比较困难，所以对交流电压用“宜”，不做强制要求。18.4.8双重化配置的两套保护之间不应有电气联系。与其他保护、设备（如通道、失灵保护等）配合的回路应遵循相互独立相互对应的原则。两套保护之间不应有任何电气联系，当一套保护退出时不应影响另一套保护的运行。防止因交叉停用导致保护功能的缺失。,继电保护双重化,继电保护双重化配置是防止因保护装置拒动而导致系统事故的有效措施，也是双重化配置原则的目的。此外，还可以减少由于保护装置异常、检修等原因造成的一次设备停运现象。两套保护之间不应有任何电气联系，当一套保护退出时不应影响另一套保护的运行。这里所指的电气联系，包括直接的或间接的联系。如早期的保护装置信号与保护电源共用、几种保护共用一个出口继电器等，现在的双重化的两套保护绝对不能有这种现象。两套保护装置与其他保护、设备配合的回路应遵循相互独立的原则。一方面是指变电站或发电厂升压站中线路保护与机组保护、母差、失灵等保护之间的配合。与断路器跳、合闸回路间的配合，注意使用独立的接点。要注意反措最初的原则，控制电源与保护电源分开。此外，保护的其它一些辅助设备也应遵循相互独立相互对应的原则，如线路光纤差动保护的通信设备等。防止因交叉停用导致保护功能的缺失。,继电保护双重化,案例：2002年，华北地区某个500kV变电站中的一条500kV线路，双重化配置的两套光纤差动保护。因接线错误，与之对应的通信设备和光电转换柜的直流电源被交叉使用。即：第一套保护的通信设备和第二套保护的光电转换柜用第一组直流电源。第二套保护的通信设备和第一套保护的光电转换柜用第二组直流电源。当通信室的第二组直流电源出现异常时，造成第二套保护的通信设备和第一套保护的光电转换柜同时失电，进而造成两套保护装置均由于通道中断而退出运行。,继电保护双重化,实现保护装置双重化主要问题是两套保护装置之间不仅不能有直接的电气联系，而且要确保两套保护之间没有“公共环节”（间接的联系），没有互相之间的依赖关系，确保保护功能的冗余。以下举两个案例说明保护双重化配置的重要意义及什么是“公共环节”。,继电保护双重化,案例1：2010年，某城市一个220kV枢纽变电站发生一起带地线合刀闸的恶性事故。该变电站220kV系统为双母线接线，母线上共接入6回220kV出线，2台变压器及母联开关。6条出线按双回线配置，分别送至3个变电站，对端变电站背后均有电源。站内变压器及220kV线路保护均为双重化配置，而母差保护为单套配置。事故当天，该站2号主变处于检修状态，2号主变有一组母线隔离开关合闸不到位，因隔离开关的接地刀闸有问题，在母线隔离开关的变压器侧挂的是临时地线，在处理隔离开关缺陷时，不慎将带有临时地线的隔离开关合到运行的220kV母线上，母差保护属于集成电路型中阻抗母差保护，上世纪90年代初投产，因运行时间长、元器件老化而拒动，由于该变电站母差保护是单套配置，因此造成6条220kV线路对侧均以后备段保护将各自的线路跳开。造成城市周边有三个电厂共7台机组跳闸。电力公司采取紧急限电措施。在这次事故中，对端有两个变电站各一条线路的双套线路保护只动作了一套，另一套保护没有动作，由于已经有一套保护将开关跳开，所以该问题在这起事故中已不是主要问题，另做分析处理。试想若这两条线路保护也是单套配置，而且又拒动，那样事故将进一步扩大。而母差保护如果是双套配置，不考虑两套保护均拒动，事故影响的范围还会进一步缩小。以上的事故充分说明了继电保护双重化配置的重要性和必要性。,继电保护双重化,继电保护双重化,案例2 某电厂升压站一次设备为220kV双母线接线，断路器的储能形式是液压储能。在断路器控制回路中，断路器的压力低闭锁回路只提供一个压力低机械闭锁接点，而断路器有两个跳闸线圈，只好用这一个机械接点（常开接点，正常运行时闭合，压力低断开）启动一个中间继电器，用中间继电器的两个常开接点分别控制两组跳闸回路。问题在于中间继电器使用哪一组直流电源。实际上，用哪组直流电源都不合理，一旦所用哪一组的直流电源消失，中间继电器常开接点返回，断路器的两组跳闸回路均被闭锁，另一组跳闸回路即使电源未消失，因中间继电器的常开接点返回，同样不能跳闸。这个电厂在一次发电机正常解列过程中就遇到了这种情况。好在是发电机正常解列，设备没有造成重大伤害。从上述事故中，可以看出，两套保护及两组控制电源所属的回路中，都不能存在“公共环节”。如果存在“公共环节”，保护装置的“冗余”作用也就不存在了。在这个事故中，中间继电器就是公共环节。当然，这是十几年前的事情，目前的断路器厂家设计应该不会存在这个问题。在这里只是举例说明什么是公共环节，引起大家注意。同样，对于变压器非电量保护同时跳断路器的两个跳闸线圈，也不能共用同一个继电器。也是公共环节。,继电保护双重化,以上两个案例，说明了继电保护双重化的重要性和必要性，希望大家能够理解。,继电保护反措,18.6.3 应根据系统短路容量合理选择电流互感器的容量、变比和特性，满足保护装置整定配合和可靠性的要求。新建和扩建工程宜选用具有多次级的电流互感器，优先选用贯穿（倒置）式电流互感器。18.6.4 差动保护用电流互感器相关特性宜一致。18.6.5 应充分考虑电流互感器二次绕组的合理分配，对确实无法解决的保护动作死区，在满足系统稳定的前提下，可采取起动失灵和远方跳闸等后备措施加以解决。以上三条是针对电流互感器所作出的要求，所谓贯穿（倒置）式电流互感器，其二次绕组位于互感器顶部，二次绕组之间的一次导线发生故障可能性较小，因此建议优先选用。母线差动保护在发生区外故障时，某一支路的电流很可能非常大，要求选用误差限制系数和饱和电压较高的电流互感器。变压器差动和发变组差动保护因两侧互感器变比不同，区外故障容易产生很大的不平衡电流，因此也要求优先选用误差限制系数和饱和电压较高的电流互感器。,继电保护反措,倒置式高压SF6绝缘电流互感器（卧式）,继电保护反措,倒置式SF6高压绝缘电流互感器（立式）,继电保护反措,所谓误差限制系数和饱和电压较高的电流互感器，就是在短路电流很大的情况下，电流互感器不易饱和。P级电流互感器在短路电流很大时极易饱和，这是大家都知道的。实际上，这里是要求在这种情况下尽量使用具有抗暂态饱和的电流互感器，由于TPY电流互感器在深度饱和以及故障切除后，二次电流及饱和磁通需经较长时间（超过几百毫秒）的衰减，才能衰减至故障前的水平，因此能够满足这种要求。此外，注意差动保护各测电流互感器的特性尽量一致。有时这种要求不容易满足，如：发电厂主变差动保护、起备变差动保护等，高低压侧电流互感器特性就很难满足要求，因此，不能过分强制要求。关于18.6.5条，个人的理解是，某些故障保护装置确实做不到快速切除，只有依靠启动死区保护、失灵保护及远方跳闸来解决。,继电保护反措,如：双母线母联开关与电流互感器之间故障，最后要靠死区保护跳闸。有外附电流互感器的线路，开关与电流互感器之间故障，母差保护动作后，短路电流仍然存在，线路主保护又不动作（区外），只有依靠母差启动失灵发远跳，切除对侧开关。但有延时（0.5S）。,继电保护反措,18.6.6 双母线接线变电站的母差保护、断路器失灵保护，除跳母联、分段的支路外，应经复合电压闭锁。在220kV及以上的电力系统中，都设置了断路器的失灵保护，当一台断路器拒绝动作时，由失灵保护动作切除母线上的其他断路器并发远方直跳，切除对端断路器，即所谓的“近后备”。由于双母线的厂站失灵保护误动后影响较大，后果严重，为此，对于双母线接线的发电厂或变电站，在失灵保护中都增加了复合电压闭锁，防止因其它原因造成失灵保护误动。因双母线接线形式的厂站，一旦失灵保护误动，至少造成一条母线跳闸，损失较大。在二分之三接线的厂站，失灵保护是按断路器配置，每个断路器配置一套失灵保护，情况相对好些，因此不装设复合电压闭锁。包括母差保护也是同样的道理。双母线接线形式的厂站，母差及失灵保护设置复合电压闭锁，主要是防止各种原因引起的母差失灵保护误动。包括“三误”。以下以一个案例说明,继电保护反措,案例：某电厂四台机组，220kV双母线接线，母差保护为上继中阻抗母差保护，在一次机组检修中，退出发变组起动失灵保护的回路（机组保护为国外保护，无起动失灵压板，只能在端子排拆除起动失灵回路的接线），因该厂管理不善，没有安全措施票，机组检修结束恢复接线时，将正电源和一个起动失灵的回路接错，接在起动母线失灵保护的回路中，机组正常运行时没有任何反应，在一次母线检修倒闸操作时，当这台机组的两个隔离开关同时跨接两条母线时，失灵保护起动，动作信号已发出。由于有复合电压闭锁，没有一个断路器跳闸（倒闸操作前母联断路器控制电源已断开），如没有复合电压闭锁，当时就会造成全厂停电。复合电压闭锁起了很大作用。复合电压闭锁还可以防止当线路停电检修，母差所用电流互感器二次误通电流的情况。（例）,继电保护反措,关于18.6.7和18.6.8,变压器、电抗器的非电量保护一般只配置一套，基本没有就地跳闸的情况。要求采用独立的电源，出口与电气量保护出口分开，新的“二十五项反措”中再次规定：“非电量保护及动作后不能随故障消失而立即返回的保护（只能靠手动复位或延时返回）不应起动失灵保护。”非电量保护之所以不能启动失灵保护，主要是故障被切除后，该保护不能及时返回，返回时间不确定，唯恐误启动失灵保护，如变压器重瓦斯保护。还有一些保护，动作后不能自己返回，要靠手动复归，如励磁系统故障、发电机断水保护等，出于同样的原因，也是不能启动失灵保护的。,继电保护反措,根据以上的分析，要求动作后不能快速返回或根本不返回的保护不能启动失灵保护，那么对于失灵保护本身，也要保证故障切除后，其电流判别元件能够立即返回。在2012年修订版的十八项反措中，要求失灵保护的电流判别元件返回系数不宜低于0.9，返回时间不大于20mS。为此，鉴于TPY电流互感器的特点，TPY电流互感器不能用于失灵保护的电流判别元件，也是由于故障切除后，电流元件不能快速返回。18.6.12 对闭锁式纵联保护，“其他保护停信”回路应直接接入保护装置，而不应接入收发信机。一般在保护装置上的“其他保护停信”开入信号会经过抗干扰处理后，通过保护内部的停信回路向收发信机发出停信命令；而收发信机则直接利用“其他保护停信”开入信号停信。在运行中曾多次发生由于未对干扰信号进行有效处理，收发信机误停信造成线路保护误动的事故。目前这种保护在大部分地区已被更换。,继电保护反措,18.6.13 220kV及以上电压等级的线路保护应采取措施，防止由于零序功率方向元件的电压死区，导致零序功率方向纵联保护拒动。零序功率方向元件一般都有一定的零序电压门槛，对于一侧零序阻抗较小的长线路，在发生经高阻接地故障时，可能会由于该侧零序电压较低而形成一定范围的死区，从而造成纵联零序方向保护拒动。为实现全线速动，当采用纵联零序方向保护时，应采取有效措施消除该死区，但由于正常运行时存在不平衡电压，不能采取过分降低零序电压门槛的方法，否则可能会造成保护误动。18.6.17 采用零序电压原理的发电机匝间保护应设有负序功率方向闭锁元件。本条款主要是防止匝间保护误动。早期的匝间保护没有负序功率方向闭锁，只有零序电压，取自发电机机端电压互感器开口三角电压，确实容易误动。如PT一次熔断器熔断、二次回路电缆绝缘破坏等，都容易,继电保护反措,引起零序电压出现，造成保护误动。华北某大型电厂（8300MW）的一台机组，2003年时，用的是早期的匝间保护，因机端电压互感器柜内的二次线皮磨破，造成线芯对柜子外皮放电，导致匝间保护动作跳机。当时确实没有分析出真正的跳闸原因，因二次电缆芯在PT柜子内，又不是直接接地，测试绝缘也没有问题，机组再次运行保护也未动作。直至半年多后，机组检修，彻底检查了PT二次回路，才找到问题的根源。此外，采用负序功率方向闭锁元件时，应注意机端专用电压互感器，因匝间保护专用电压互感器是采用全绝缘电压互感器，外观看两端相同，容易弄错，应注意极性，特别是拆下检修后，恢复接线时，难以确定极性，最好点一次极性，山西的大同二电厂一台机组，检修后并网，很快匝间保护动作跳闸，事后分析检查，就是匝间专用PT极性恢复错了，很容易疏忽。请多注意。,继电保护反措,关于发电机的失步和失磁保护。18.6.18，18.6.19 失磁保护不仅要满足“反措”中的要求，还应注意：电压判据应采用机端电压互感器，采用系统电压不容易满足要求，因系统“无功”储备很大，当发电机失磁时，电压判据不满足条件，影响保护正确动作，另外，有些电厂还采用转子电压做判据，需要将转子电压引至发变组保护屏，因电压较高，不够安全，而且接引转子电压的电缆一旦绝缘出现问题，也会造成转子接地。此外，失磁保护定值给出的是阻抗，而励磁系统的低励限制用的是功率，不好直接比较，需要将阻抗换算成功率的形式才能比较，这也是我们发电厂专业技术人员的一项工作。失步保护主要是防止失步工况时，失步保护动作跳闸，要躲开电流最大的时刻，防止电流超过断路器允许的最大开断电流。但目前的保护装置还难以做到，此外，失步保护动作几率也很少。,继电保护反措,18.6.20 300MW及以上容量发电机应配置起、停机保护及断路器断口闪络保护。起、停机保护无需多说，在这里谈一下断口闪络保护。闪络保护是防止发电机并网前，并网断路器断口击穿而设置的保护，一般只考虑单相或两相击穿，因此，闪络保护中设置了零序、负序电流元件。闪络保护动作后有两个功能，一个是跳开发电机灭磁开关，另一个是起动失灵保护。需要注意的是，闪络保护动作后无论是跳灭磁开关还是启动失灵保护，理论上都不应带有延时。断路器断口击穿，只是在发电机和系统电压差180度左右才发生，击穿出现的时间很短，况且失灵保护还带有延时，一般都需要0.40.5秒，如果闪络保护再加延时，可能会导致不能启动失灵，造成闪络保护反复起动、返回，最终会引起断路器大的损坏。如果担心干扰引起闪络误启动，最多在闪络保护出口加0.1秒延时。,继电保护反措,由于断口击穿时的电流很小（毕竟不是短路），又无需与其它保护配合，并网后即退出，因此闪络保护定值越灵敏越好。案例：2009年，内蒙古上都发电厂的一台机组（600MW）并网，主变高压侧电压为500kV，3/2接线，由于闪络保护起动失灵保护延时为0.4秒，断路器失灵保护跳相邻开关延时也是0.4秒，当断路器断口击穿时，由于时间过长，闪络保护反复起动、返回，就是不出口，造成断路器瓷套崩裂，热浪喷出，引发相间短路，由于使用的是母线侧开关，最后母差保护动作，跳开了母线上的其他开关。以前，没有新的二十五项反措之前，一般按照电压等级投闪络保护，基本都是500kV电压的并网断路器才投闪络保护，新的二十五项反措规定按发电机容量投闪络保护。,二次回路及抗干扰,一、二次回路 继电保护用电压互感器和电流互感器二次回路必须且只能有一点接地。其目的是保证人身和设备的安全。电流互感器二次回路如果出现多点接地，会因分流导致保护不正确动作。电压互感器二次出现多点接地，当系统发生接地故障时，两个接地点之间的电位差会叠加在正常的电压上，造成保护装置感受到的二次电压与实际故障相电压不对应，同样会导致保护装置不正确动作。,二次回路及抗干扰,18.7.3 公用电压互感器的二次回路只允许在控制室内有一点接地，为保证接地可靠，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等。已在控制室一点接地的电压互感器二次绕组，宜在开关场将二次绕组中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地，其击穿电压峰值应大于30ImaxV（Imax 为电网接地故障时通过变电站的可能最大接地电流有效值，单位为kA）。应定期检查放电间隙或氧化锌阀片，防止造成电压二次回路多点接地的现象。,二次回路及抗干扰,双母线接线的变电站或发电厂的升压站，两个母线的电压互感器的二次的“N”应在保护室一点接地。如果各自在就地接地，则两个接地点之间就会产生电位差，变电站的地网各点的点位是不相等的，尤其是在系统发生接地故障时。这个电位差叠加在保护的测量电压上，也会造成保护的不正确动作。因为在双母线接线的厂站，保护装置的电压是靠隔离开关辅助接点的切换获得的，但电压切换只切换交流电压的A、B、C相，不切换N600，如果两母线PT二次各自在就地端子箱接地，有可能某一套保护用的是4母线的A、B、C，用的是5母线的N600，当有单相接地短路电流流向地网时，两个N600之间的电位差，就会叠加在保护装置的测量电压上，造成保护装置不正确动作。在保护室将两个电压互感器二次的“N”并在一起一点接地，就消除了电位差。,二次回路及抗干扰,公用的电流互感器的二次绕组是指取“合电流”的保护装置，如3/2接线的线路保护或发变组差动保护，如果是两个电流并在一起送入保护装置，则应在相关的保护屏上一点接地。其他没有直接电气联系的电流互感器二次绕组，均在各自端子箱接地。因目前采用的微机保护，如各种差动保护，各侧的电流互感器二次回路，大部分均无直接的电气联系，因此，可以在就地端子箱内接地。,二次回路及抗干扰,二、抗干扰问题 微机保护的抗干扰问题，一直是继电保护专业人员极为关注的问题。多年来颁布的历次反措文件，都提到这个问题并作出了相关规定。新颁布执行的防止电力生产事故的二十五项重点要求再次提出了新的规定。,二次回路及抗干扰,18.8 应采取有效措施防止空间磁场对二次电缆的干扰，宜根据开关场和一次设备安装的实际情况，敷设与厂、站主接地网紧密连接的等电位接地网。等电位接地网应满足以下要求：18.8.1 应在主控室、保护室、敷设二次电缆的沟道、开关场的就地端子箱及保护用结合滤波器等处，使用截面积不小于100mm2 的裸铜排（缆）敷设与主接地网紧密连接的等电位接地网。,二次回路及抗干扰,干扰的侵入途径 干扰的侵入途径有很多，常见的有以下几种：a.由导线直接侵入，如不同类型的信号混接、b.辐射，如无线通信设备的辐射干扰、c.耦合，包括电感耦合（同一回路的两根电缆芯置于不同电缆中）电容耦合及传导耦合（一、二次共接地点）d.同一电缆内的电磁感应（用电缆芯线两端接地代替屏蔽层接地）e.地电位不同造成的干扰,二次回路及抗干扰,18.8.2 在主控室、保护室柜屏下层的电缆室（或电缆沟道）内，按柜屏布置的方向敷设100mm2 的专用铜排（缆），将该专用铜排（缆）首末端连接，形成保护室内的等电位接地网。保护室内的等电位接地网与厂、站的主接地网只能存在唯一连接点，连接点位置宜选择在电缆竖井处。为保证连接可靠，连接线必须用至少4 根以上、截面积不小于50mm2的铜缆（排）构成共点接地。,二次回路及抗干扰,二、抗干扰采取的措施 a.减小地电位差 为了减小地电位差，一般采取合理安排电缆的走向、电压互感器和电流互感器二次采用合理的接地等措施。如双母线的厂站母线电压互感器二次接地选择在控制室内一点接地，是为了减小两互感器二次中性点之间的电位差。除此之外，继电保护专业还采取了敷设等电位接地网和二次电缆采用屏蔽电缆并两端接地的措施。在防止电力生产事故的二十五项重点要求要求中规定：在主控室、保护室柜屏下层的电缆室（或电缆沟道）内，按柜屏布置的方向敷设100mm2 的专用铜排（缆），将该专用铜排（缆）首末端连接，形成保护室内的等电位接地网。保护室内的等电位接地网与厂、站的主接地网只能存在唯一连接点，连接点位置宜选择在电缆竖井处。为保证连接可靠，连接线必须用至少4 根以上、截面积不小于50mm2的铜缆（排）构成共点接地。,二次回路及抗干扰,开关场至控制室的100mm2铜电缆可以有效地降低发生接地故障时两点之间的地电位差，防止地电流烧毁电缆屏蔽层，同时还可以降低变电站母线对与其平行排列电缆的干扰控制电缆采用屏蔽电缆并在两端接地，目的在抑制外界电磁干扰（如下图）。,二次回路及抗干扰,二次回路及抗干扰,二次电缆处在电厂或变电站的强电磁干扰环境，干扰源为外部带电导线，带电导线所产生的磁通包围着电缆芯线及屏蔽层，并在上面产生感应电动势。如将屏蔽层两端接地，在屏蔽层中，将流过屏蔽电流，这个屏蔽电流产生的磁通，包围着电缆芯和屏蔽层，将抵消一部分外部带电导线产生的磁通，从而起到了抗干扰作用。此外，屏蔽层的材质与抗干扰效果有一定关系，电阻率高，电阻小，效果越好。B.加装大功率继电器 微机继电保护装置的开入、开出量一般均采用光电耦合器，而光电耦合元件导通电流非常低，即动作功率非常小，等效电阻相当大。一般几个毫安即可导通。一旦直流回路上受到干扰，很容易引起误导通，使保护装置误动。这些干扰主要来自直流接地、交、直流混线及其它方面的干扰。我们所采用的二次电缆的屏蔽层，要求在电缆的两端接地，电缆芯与屏蔽层之间就形成一个电容，电缆越长，电容就越大。,二次回路及抗干扰,如果电缆芯所在的直流系统发生接地，在这个电容上就会有充、放电的现象，如电缆很长，电容相对比较大，则这个充、放过程则会使“光耦”导通，或动作功率很小的继电器动作。发生交、直流混线时的现象也是如此。为此，在二十五项反措中作出如下规定：18.7.8 对经长电缆的回路，应采取防止长电缆分布电容影响和防止出口继电器误动的措施。在运行和检修中应严格执行有关规程、规定及反事故措施，严格防止交流电压、电流串入直流回路。为此，在微机保护的“直跳”回路（瓦斯、母差、失灵直跳）加装大功率继电器作为重动继电器，防止在上述干扰情况下保护误动。这个继电器要求动作功率不小于5W。而且动作时间不宜太短，一般要求大于10ms。这是因为，发生交、直流混线时，交流量正半周（或负半周）的变化会使保护误动。正负半周各为10ms。因为微机保护中的直流开入均为“光电耦合器”，动作功率非常小，遇有直流接地、交流串入直流及其他干扰就会误动。,二次回路及抗干扰,华北电网曾颁布过在直跳回路加装大功率继电器的通知和文件，华北地区各电厂和变电站普遍执行这个文件，有些电网和地区暂时还没有要求。,二次回路及抗干扰,举例：一起瓦斯继电器误动分析 某电厂 1号起备变在运行中由于本体重瓦斯保护动作，将2200甲、起备变6kV侧0A段进线开关（26号）、0B段进线开关（49号），跳开。当时，1号起备变还带着厂用公用段母线运行，由于厂用公用段电源开关及公用段进线开关未跳闸，造成公用段的备用电源开关没有切换，导致公用段停电。经过对变压器本体进行检查和试验，未发现异常，确认是二次回路的问题。经过对起备变保护装置及二次回路的检查和分析，认为事故原因如下：一、起备变保护装置为国电南自生产的微机变压器保护装置，属于早期产品。装置中的非电量保护输入回路采用光电耦合元件构成，光电耦合元件导通电流非常低，即动作功率非常小，等效电阻相当大。瓦斯继电器接点取自变压器本体，经长电缆引入保护屏，电缆芯对地存在着电容，保护回路如图所示。图 瓦斯保护接线原理图,二次回路及抗干扰,二、瓦斯误动原因在1号起备变跳闸前,一单元频繁发生直流系统接地，而且接地点也在频繁变化，直至起备变跳闸后，仍有接地现象，因此，直流系统接地是导致1号起备变跳闸的直接原因。因为当直流系统接地时，由于电缆电容效应的影响，将导致光耦元件导通，从而引起保护装置动作。等效电路如下图所示：图 直流接地时的等效电路图,二次回路及抗干扰,图中：C1为L电缆缆芯对地等效电容，C2为直流系统220V负极对地等效电容，C3为直流系统220V正极对地等效电容，考虑直流系统220V正、负极所接电缆很多，C2、C3可能大于C1，R1为继电器J1电阻，R2为继电器J1至直流系统220V负极等效电阻，R3为直流220V电源等效内阻，正常运行时，U1=U2=U3=-110V，继电器J1两端电压U12=0V。直流系统正、负极接地的暂态过程为一阶电路零输入响应，对于电容电路，电压变化方程为。直流接地造成继电器误动的原因是接地后加在继电器两端不断衰减的电压U12。由于R1远大于R2、R3，因此，R1C1的绝对值将很大，当直流系统接地时，对地放电的时间也相对较长。对于动作功率较小的继电器或光耦元件，将导致其误动。针对上述问题，有关部门曾专门颁布过文件，对非电量输入采用光耦元件的回路，要求加装大功率继电器，防止保护受到干扰时误动。该起备变保护为微机保护，非电量输入采用了光电偶合元件。由于尚未加装大功率继电器，根据上述分析，可以确认，直流系统接地是造成保护误动的直接原因。,其他问题,1.发变组保护启动失灵保护问题 对于发变组保护起动失灵保护的原则，是考虑断路器单相或两相跳不开的情况，因在这种情况下会产生负序电流，对发电机的危害最大，原则上不考虑断路器三相拒分，只考虑一相或两相拒分。所以发变组保护起动失灵保护要经零序或负序电流闭锁。这个零序或负序电流的定值要保证有灵敏度，要考虑在最不利的情况下能够起动失灵保护，这个最不利的情况就是在机组正常解列时，关闭主汽门之前，负荷已经降至很小，关闭主汽门后逆功率保护动作跳闸，这时如断路器有一相分不开，应该靠发电机的负序电流保护起动，经零序或负序电流判别元件，起动失灵保护，因这时负序或零序电流可能很小，所以要考虑电流元件的灵敏度。此外，双母线接线的发变组保护起动失灵的同时，还要解除复合电压闭锁。,其他问题,以上所说的问题，包括“非全相”起动失灵保护，实际上按上述起动失灵保护的方法，就是“非全相”起动失灵。但是要经负序电流保护起动，一般都是“反时限”负序过流，当电流较小时,可能起动时间较长，非全相起动失灵也要经负序或零序电流判别，但是时间相对较短，对发电机更安全些。案例 2003 年6 月3 日，某发电厂一台机组检修完毕准备并网，其发电机变压器组A相断路器在断开时内部拉杆断裂，断路器位置指示为三相断开，实际该相断路器未断开。运行人员在不知情的情况下合入发电机侧隔离开关，造成发电机在非全相状态下非同步并网。由于失灵保护在发电机并网前未投压板，故障无法在短时间隔离，最终导致汽轮发电机轴系扭断，发电机组因失火烧毁。,