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        抽蓄機(jī)組保護(hù)PT斷線閉鎖功能的增設(shè)及校驗(yàn)

        2019-12-02 07:36:00劉玉玉陳靈峰
        水電站機(jī)電技術(shù) 2019年11期
        關(guān)鍵詞:失磁整定值負(fù)序

        劉玉玉,陳靈峰,陸 靚

        (華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江 天臺317200)

        1 引言

        當(dāng)機(jī)組保護(hù)用電壓互感器二次回路斷線(以下簡稱PT斷線)時(shí),會造成保護(hù)電壓采樣的異常,嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致某些利用電壓量進(jìn)行整定的保護(hù)功能誤動,造成此類保護(hù)動作出口跳機(jī),從而影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此對于機(jī)組保護(hù)來說,需要配置PT二次回路斷線閉鎖功能,使其不會因?yàn)镻T斷線造成相關(guān)保護(hù)誤動跳機(jī);同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號,便于運(yùn)維人員在最短的時(shí)間內(nèi)采取最恰當(dāng)?shù)拇胧?,將PT斷線造成的影響降到最低。

        2 PT斷線與相關(guān)保護(hù)功能動作情況的分析

        以某抽蓄電站機(jī)組保護(hù)為例,分析PT斷線后相關(guān)保護(hù)功能的動作情況。

        2.1 低頻保護(hù)(81 G-A)

        低頻保護(hù)雖然采用欠量判據(jù),它的正常工作范圍是線電壓在70~140 V之間,通過檢測所采電壓的頻率來確定是否達(dá)到頻率的動作值(48 Hz),因此只要電壓采樣的頻率保持50 Hz,即使PT斷線,也不會引起低頻保護(hù)誤動。

        2.2 相序保護(hù)(47 G/M-A)

        相序保護(hù)采用過量判據(jù)(保護(hù)動作值為線電壓50 V),且檢測的是電壓的相序,即機(jī)組發(fā)電時(shí),負(fù)序電壓達(dá)到整定值,保護(hù)動作;機(jī)組抽水時(shí),正序電壓達(dá)到整定值,保護(hù)動作。正常情況下,當(dāng)PT一相斷線時(shí),其測得的負(fù)序(或正序)線電壓為33.33 V,低于保護(hù)動作值,因此保護(hù)不會動作;而當(dāng)PT兩相甚至三相斷線時(shí),負(fù)序(或正序)電壓更低,也不會造成保護(hù)誤動。

        2.3 過電壓保護(hù)(59 G-A)

        過電壓采用過量判據(jù),I段動作值120 V,II段動作值130 V。PT二次回路斷線后,測得的電壓量均不可能造成過電壓保護(hù)動作。

        2.4 發(fā)電方向逆功率保護(hù)(32 G-A)

        逆功率保護(hù)定值為-5%PN,它與功率的方向(即電流的方向)有關(guān),正常發(fā)電時(shí),機(jī)端電流流向系統(tǒng),因此即使出現(xiàn)PT二次回路斷線的情況,機(jī)組有功功率也不會達(dá)到整定值,因此發(fā)電方向逆功率保護(hù)不會動作。

        2.5 低阻抗保護(hù)(21 G-A)

        低阻抗保護(hù)具有過電流閉鎖功能(Current Interlock),其整定值為0.87 A。也就是說,只要機(jī)組正常運(yùn)行,機(jī)端電流達(dá)不到0.87 A,即使由于PT二次回路斷線,造成測量阻抗值低于整定阻抗值,低阻抗保護(hù)也不會動作。

        2.6 過激磁保護(hù)(59/81 G-B)

        過激磁保護(hù)無論是定時(shí)限段還是反時(shí)限段,PT二次回路斷線后,其線電壓值都達(dá)不到整定值,因此,過激磁保護(hù)不會動作。

        2.7 失步保護(hù)(78 G/M-B)

        失步保護(hù)與滑極次數(shù)有關(guān),PT斷線對滑極次數(shù)無影響。

        2.8 失磁保護(hù)(40 G/M-A)

        發(fā)生PT斷線后,失磁保護(hù)測得的電壓量減小,而機(jī)端電流還是正常運(yùn)行時(shí)的電流,機(jī)端測量阻抗就有可能會落在動作阻抗圓內(nèi),因此失磁保護(hù)在PT二次回路斷線時(shí)有可能會誤動作。

        2.9 水泵低功率保護(hù)(37 M_underpow)

        水泵低功率保護(hù)的整定值為30%PN,當(dāng)機(jī)組處于正常抽水工況時(shí),水泵低功率保護(hù)閉鎖解除,機(jī)端電流正常。若此時(shí)出現(xiàn)PT斷線,該保護(hù)測得的電壓采樣值減小,根據(jù)公式P=UIcosφ,則低功率保護(hù)有可能會因?yàn)榈陀谡ㄖ刀`動。

        由此可得相關(guān)保護(hù)動作情況與PT斷線的關(guān)系,如表1所示:

        表1 PT斷線與相關(guān)保護(hù)功能的動作情況

        通過以上分析可知,失磁保護(hù)(40 G/M-A)、水泵低功率保護(hù)(37 M_underpow)在PT斷線時(shí)都有可能誤動,因此這兩種保護(hù)都需增設(shè)PT斷線閉鎖功能。

        3 PT斷線判斷邏輯及定值

        根據(jù)式(1)、式(2),機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),機(jī)端采集到的電壓、電流三相對稱,負(fù)序含量理論上都為零。

        當(dāng)PT二次回路發(fā)生斷線時(shí),將出現(xiàn)較大的負(fù)序電壓;而負(fù)序電流,在僅PT二次回路斷線,一次設(shè)備及電流采樣回路正常運(yùn)行時(shí),IA、IB、IC為三相對稱正序電流,得到的負(fù)序電流I2很小,與機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)基本相同,根據(jù)這一特點(diǎn),得出診斷PT二次回路斷線的邏輯,如圖1。

        由于抽蓄機(jī)組具有發(fā)電和抽水兩種工況,因此,需在這兩種工況下均設(shè)置PT斷線閉鎖功能,分別為60 G(發(fā)電方向PT二次回路斷線)和60 M(抽水方向二次回路斷線),定值見表2。

        圖1 PT二次回路斷線判斷邏輯

        表2 60 G/60 M的整定值

        4 PT斷線閉鎖功能增設(shè)

        4.1 失磁保護(hù)

        對于失磁保護(hù)(40 G/M-A),在判斷出PT二次回路發(fā)生斷線即60 G/60 M動作時(shí),需將40 G/M-A閉鎖,邏輯圖如圖2。PT斷線閉鎖功能與失磁保護(hù)在時(shí)間上配合,現(xiàn)40 G/M-AⅠ段動作延時(shí)1 s,Ⅱ段動作延時(shí)3 s,60 G/M瞬時(shí)動作無延時(shí)。

        圖2 60 G/M對40 G/M-A的閉鎖邏輯

        4.2 水泵低功率保護(hù)

        水泵低功率保護(hù)(37 M_underpow),除設(shè)置PT二次回路斷線的閉鎖條件外,還增加了在PT二次回路空開跳閘時(shí)的閉鎖條件,通過引入PT二次回路空開的常開輔助接點(diǎn)實(shí)現(xiàn),作為PT MCB tripped報(bào)警信號。

        將37 M_underpow新增的兩個(gè)閉鎖條件與原閉鎖條件取或,作為新的水泵低功率保護(hù)閉鎖條件,如圖3。

        圖3 60 M及PT MCB tripped對37 M_underpow保護(hù)的閉鎖邏輯

        5 PT斷線閉鎖功能測試及現(xiàn)場試驗(yàn)

        5.1 測試PT斷線后對40 G的閉鎖情況

        將40 G_BLOCK的閉鎖解除,外加電壓、電流使得發(fā)電方向失磁保護(hù)動作,用保護(hù)軟件DRS-WIN在開關(guān)量輸出矩陣中強(qiáng)制“60 G”為“1”,40 G被閉鎖,保護(hù)返回;強(qiáng)制“60 G”為“0”,40 G解除閉鎖,保護(hù)再次動作。

        5.2 測試PT斷線后對40 M的閉鎖情況

        將40 M_BLOCK的閉鎖解除,外加電壓、電流使得抽水方向失磁保護(hù)動作,用保護(hù)軟件DRS-WIN在開關(guān)量輸出矩陣中強(qiáng)制“60 M”為“1”,40 M被閉鎖,保護(hù)返回;強(qiáng)制“60 M”為“0”,40 M解除閉鎖,保護(hù)再次動作。

        5.3 測試PT斷線后對37 M的閉鎖情況

        解除37 M閉鎖條件,外加電壓、電流量,使得37 M復(fù)歸,降低電流值,37 M動作后,挑開引入PT MCB tripped報(bào)警信號的端子:JA02-X0001:140、154,模擬PT二次回路空開跳閘,37 M復(fù)歸;合上JA02-X0001:140、154 號端子,37 M 動作;繼續(xù)保持37 M動作,強(qiáng)制60 M為“1”,37 M復(fù)歸。

        6 總結(jié)

        機(jī)組保護(hù)PT斷線閉鎖功能增設(shè)后,經(jīng)對PT斷線閉鎖功能的定值及邏輯檢驗(yàn),當(dāng)PT二次回路發(fā)生斷線時(shí),能可靠閉鎖40 G、40 M、37 M,避免保護(hù)誤動。增加PT斷線功能后的保護(hù)軟件為新版本,該電站繼電保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)采用IEC104通信協(xié)議,需檢查設(shè)置新版本軟件的通信地址,確保保護(hù)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)、現(xiàn)地單元通信正常,確保機(jī)組的安全運(yùn)行。

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