舒宗軍

摘 要：在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中時(shí)常發(fā)生差動保護(hù)TA斷線故障，有可能造成裝置的拒動或者是誤動，影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀況。在對差動保護(hù)TA斷線處理過程中，主要工作就在于電流互感器二次回路的排查，找到故障的具體地點(diǎn)。二次回路的檢修既要為其他設(shè)備正常運(yùn)行提供保障，更要確保作業(yè)人員的安全?；诖?，文章介紹了差動保護(hù)原理，分析了電流互感器二次斷線風(fēng)險(xiǎn)，并對差動保護(hù)TA斷線故障的排查和檢修給出了相應(yīng)的意見，以期為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：差動保護(hù);TA斷線;電流互感器

中圖分類號：TM452文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）06-027-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.013

隨著社會經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，無論是生產(chǎn)還是生活都越來越依賴電能資源，而在供電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)是整個系統(tǒng)的核心部分。但是，發(fā)電機(jī)內(nèi)部存在著復(fù)雜性較高的特點(diǎn)，無論哪個部分出現(xiàn)問題，都有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的整體停擺。因此，必須要深入了解和研究發(fā)電機(jī)的組成和原理，當(dāng)有問題發(fā)生時(shí)能夠在第一時(shí)間解決。

發(fā)電機(jī)差動保護(hù)能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)兩端電流的實(shí)際方向和大小進(jìn)行比較，從而靈敏準(zhǔn)確的體現(xiàn)引出線相間故障和定子線圈故障，并且及時(shí)將故障進(jìn)行切除，是發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中的主要保護(hù)措施之一。通常來說，為了避免二次回路故障而導(dǎo)致出現(xiàn)一次誤動，差動保護(hù)都要設(shè)置好斷線閉鎖功能。在某水電站1號水路發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，出現(xiàn)了差動保護(hù)TA故障，導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行受到嚴(yán)重影響，可能導(dǎo)致差動保護(hù)的拒動和誤動。當(dāng)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)故障信號，第一時(shí)間向上級報(bào)告，通過風(fēng)險(xiǎn)分析、安全預(yù)防等措施，逐級排查故障，最終找到了故障原因并采取緊急處理措施，為設(shè)備的安全運(yùn)行提供了保障[1]。

1 差動保護(hù)的原理

在該發(fā)電機(jī)組中，差動保護(hù)原理主要是采用了比率制動方式，將循環(huán)閉鎖方式某電站1號水輪發(fā)電機(jī)組差動保護(hù)采用比率制動原理，出口采用循環(huán)閉鎖方式。由于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)沒有直接地接，如果發(fā)電機(jī)差動區(qū)內(nèi)存在相間短路故障，會三相或者是兩相差動同時(shí)動作出口跳閘。如果有一相在區(qū)間外接地，以相區(qū)間內(nèi)接地，但存在同時(shí)的負(fù)序電壓，則也會出現(xiàn)出口跳閘保護(hù)。如果只有一相出現(xiàn)差動動作，并且沒有負(fù)序電壓時(shí)，那么故障便為為TA斷線。這是由于發(fā)電機(jī)沒有直接將中性點(diǎn)接地，如果在內(nèi)部出現(xiàn)相間短路故障，那么通常將會有三相差動或者是二相差動進(jìn)行同時(shí)動作。主接線如圖1所示。

2 電流互感器二次斷線風(fēng)險(xiǎn)分析

發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，電流互感器的二次斷線風(fēng)險(xiǎn)具有不可忽視的危害，如果處理不當(dāng)，會影響到設(shè)備運(yùn)行的可靠性，甚至?xí)苯佑绊懙阶鳂I(yè)人員的人身安全[2]。

當(dāng)電流互感器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，二次負(fù)載阻抗較小，可以大致上視為短路，在這樣的狀態(tài)下，一次側(cè)和二次側(cè)電流所產(chǎn)生的磁通會出現(xiàn)相互去磁的現(xiàn)象，導(dǎo)致鐵心中磁通密度較低，電流互感器二次側(cè)電壓也相對較低。如果電流互感器在二次負(fù)載處出現(xiàn)斷路，由于發(fā)電機(jī)出力，一次側(cè)電流不會發(fā)生大小改變，而二次側(cè)的電流大小為零，那么全部的一次側(cè)電流都會變?yōu)閯畲烹娏鳎瑢?dǎo)致鐵芯磁通密度大于1.8高斯。二次側(cè)繞組具有較多的匝數(shù)，在二次側(cè)繞組兩端將會存在較高的電壓，直接威脅到設(shè)備的運(yùn)行以及作業(yè)人員的人身安全。

除此之外，當(dāng)二次側(cè)出現(xiàn)斷路后，鐵心會存在嚴(yán)重飽和現(xiàn)象，同時(shí)嚴(yán)重發(fā)熱，甚至燒毀電流互感器。因此在發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過程中，必須要對電流互感器二次斷路的問題加以重視，避免對系統(tǒng)和人身安全產(chǎn)生不利影響。

3 差動保護(hù)TA斷線檢查和處理

3.1 電流二次回路安全隱患及安全措施

第一，如果電流互感器存在斷路狀況，二次線圈上由于磁飽和現(xiàn)象而感應(yīng)出較大的電壓，甚至能達(dá)到上千伏，這對于設(shè)備和作業(yè)人員來說都是極大的威脅，在二次回路工作過程中一定要避免出現(xiàn)開路問題。

第二，在對電流互感器二次回路進(jìn)行故障檢測過程中，要盡力將機(jī)組負(fù)荷減小，如果負(fù)荷較大，在二次側(cè)斷路時(shí)會感應(yīng)出較大的電壓。將負(fù)荷降低能夠有效控制二次回路中的感應(yīng)電壓，如果條件允許要進(jìn)行停機(jī)檢查。

第三，在二次回路實(shí)際運(yùn)行過程中，要以相關(guān)的要求和規(guī)定為基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)導(dǎo)線纏繞短路。如果需要短路必須要使用短路片，確保短接過程的可靠性和安全性[3]。

第四，在電流互感器到短路點(diǎn)之間嚴(yán)禁進(jìn)行任何工作，避免出現(xiàn)誤動情況而導(dǎo)致電路回路發(fā)生斷路問題。

第五，必須由兩人共同完成電流二次回路的相關(guān)帶電工作，由一人佩戴好絕緣手套來進(jìn)行操作，同時(shí)另一人做好監(jiān)護(hù)工作，操作人員要處于絕緣物體上。

3.2 差動保護(hù)TA斷線查找

第一，對發(fā)電機(jī)組差動保護(hù)二次回路進(jìn)行分析可以得出，故障點(diǎn)主要涉及電流互感器端子到保護(hù)裝置電流轉(zhuǎn)換模塊，回路上如果存在接觸不良、氧化問題、連接點(diǎn)松動問題等都可能減小回路電流，從而出現(xiàn)TA斷線故障。

第二，分析風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，做好一定的安全預(yù)防，得到相應(yīng)的工作許可后，要通過逐步排查的方法來將故障點(diǎn)進(jìn)行逐一查找。這過程中主要用到鉗形萬用表等工具。在實(shí)際操作時(shí)，通過短路片將二次電流回路短接，對其電流進(jìn)行測量，看其是否正常，如果電流正常則說明該故障點(diǎn)是處于短接處的，如果不正常則說明故障點(diǎn)是處于短接點(diǎn)之內(nèi)的。在該故障中，由于1號機(jī)組保護(hù)屏電流端子處能夠方便進(jìn)行短接，并且較為安全，因此首先將此處進(jìn)行短接，通過測量發(fā)現(xiàn)短接后回路內(nèi)具有正常的電流，可以判斷故障發(fā)生在保護(hù)屏內(nèi)。再將電流轉(zhuǎn)換模塊的引出線進(jìn)行短接，通過鉗型萬用表測得電流處于正常狀態(tài)，得出電流轉(zhuǎn)換模塊發(fā)生故障[4]。

4 調(diào)試檢修過程中的注意事項(xiàng)

一般來說，發(fā)電機(jī)差動保護(hù)的誤動現(xiàn)象都是由工作人員的“三誤”導(dǎo)致的。

4.1 電流互感器極性問題

發(fā)動機(jī)組運(yùn)行過程中，有時(shí)會由于接反極性導(dǎo)致差動保護(hù)出現(xiàn)誤動問題，有些操作人員將二次側(cè)接線進(jìn)行簡單對調(diào)，沒有仔細(xì)分析誤動作的原因，更沒有針對性采取解決措施，這樣就無法起到很好的檢修效果，也是繼電保護(hù)工作中的禁忌之處，給系統(tǒng)的后續(xù)運(yùn)行埋下安全隱患。在進(jìn)行差動保護(hù)TA二次側(cè)接線過程中，要結(jié)合依據(jù)TA一次側(cè)設(shè)備的安裝情況以及差動計(jì)算公式，確定其接線是正引出或者是反引出，不考慮這兩個條件而空談接線極性是無用的。

4.2 電流互感器中性點(diǎn)重復(fù)接地問題

在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，差動保護(hù)TA二次只能進(jìn)行一點(diǎn)的接地。對于微機(jī)保護(hù)來說可以在保護(hù)室設(shè)置接地點(diǎn)，也可以將接地點(diǎn)設(shè)置在端子箱。在實(shí)際操作中可能會存在兩側(cè)都進(jìn)行接地的情況，這樣操作在雖然在正常時(shí)可能沒有事故，但是如果發(fā)生接地故障，或者是雷擊產(chǎn)生電流導(dǎo)致兩個接地點(diǎn)出現(xiàn)一定的電位差，就會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)差動保護(hù)誤動作。因此，要認(rèn)真排查此類安全隱患，可以通過電流回路的絕緣檢查，確定是否存在重復(fù)接地問題[5]。

5 結(jié)語

電流互感器的二次斷路在系統(tǒng)運(yùn)行中具有嚴(yán)重的危害，必須予以高度重視。在發(fā)電機(jī)組日常運(yùn)行和維護(hù)過程中，要定期進(jìn)行定期維護(hù)，利用該時(shí)間詳細(xì)的檢查接線端子情況，確保沒有端子松動的問題。要注意額定電流，如果出現(xiàn)松動、接觸不良或者是電流過大的問題，容易導(dǎo)致局部發(fā)熱，從而使銅線氧化，出現(xiàn)表面發(fā)黑的現(xiàn)象，在巡視和檢修工作中要對此點(diǎn)加以格外注意。在該次故障中，主要的問題在于電流測量模板的引出線焊接處，這里不易被發(fā)現(xiàn)，也是導(dǎo)致故障的一個主要原因。當(dāng)電流互感器出現(xiàn)二次斷路問題時(shí)，會導(dǎo)致產(chǎn)生較高的電壓，如果帶電處理會存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，要盡可能申請停機(jī)處理，如果實(shí)在無法停機(jī)，必須要做好全面、嚴(yán)格和詳細(xì)的安全措施，為設(shè)備和人身安全提供充分保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳延楓.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2] 魏杜娟.淺析母線差動保護(hù)[J].科協(xié)論壇（下半月），2010（3）：28.

[3] 呂振梅.電流互感器常見故障處理[J].通訊世界，2015（10）：100-101.

[4] 王維儉.發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2005.

[5] DL/T 684—2012，大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則[S].中國：國家能源局，2012.