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        PCS-985GW 水輪發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)分析

        2022-06-07 06:30:18張澤林孫冠程黃紹鋒
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2022年16期
        關(guān)鍵詞:額定電流差動(dòng)定值

        張澤林,孫冠程,黃紹鋒*

        (1.西藏開投果多水電有限公司,西藏 昌都 854000;2.山東省濰坊市坊子區(qū)水利事業(yè)發(fā)展中心,山東 濰坊 261206)

        在所有電氣元件的保護(hù)中,發(fā)電機(jī)的保護(hù)是最復(fù)雜的,它遠(yuǎn)遠(yuǎn)比變壓器及線路的保護(hù)復(fù)雜、煩瑣。發(fā)電機(jī)需要監(jiān)測(cè)的電氣參數(shù)量較多,不僅需要監(jiān)測(cè)一般電流、電壓等電氣量參數(shù),同時(shí)還需要監(jiān)測(cè)這些參數(shù)的序分量,如正序分量、負(fù)序分量等。雖然監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)眾多,然而發(fā)電機(jī)的主保護(hù)仍然是差動(dòng)保護(hù),這是由于發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)可以非常好地表現(xiàn)地區(qū)內(nèi)部問題故障與地區(qū)外界問題故障的問題。

        1 發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的組成及原理

        1.1 果多電站發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的組成

        果多電站每臺(tái)發(fā)電機(jī)配置兩套PCS-985GW 發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置,發(fā)電機(jī)保護(hù)A 套包含1 臺(tái)PCS-985GW 電氣量保護(hù)和1 臺(tái)PCS-974A-G 非電氣量保護(hù),組屏于發(fā)電機(jī)保護(hù)A 柜,發(fā)電機(jī)保護(hù)B 套包含1 臺(tái)PCS-985GW 電氣量保護(hù),組屏于發(fā)電機(jī)保護(hù)B柜。另外配置2套PCS-985RE注入式轉(zhuǎn)子接地保護(hù),安裝于勵(lì)磁系統(tǒng)滅磁電阻柜內(nèi)。

        1.2 PCS-985GW 的工作原理

        PCS-985GW 設(shè)備有2 個(gè)相對(duì)獨(dú)立存在的DSP板,依次是保護(hù)DSP 板與啟動(dòng)DSP 板,選取使用“與電路”的對(duì)外出口模式,如圖1 所示,2 個(gè)DSP 板都具備相對(duì)獨(dú)立存在的采樣收集與對(duì)外出口工作應(yīng)用電路。工作電流、工作電壓等,第一步經(jīng)過隔絕互感控器設(shè)備、隔絕放大作用設(shè)備等,傳變到了二次側(cè),逐漸發(fā)展成為小工作電流與小工作額定電壓數(shù)據(jù)信號(hào),之后依次進(jìn)入到保護(hù)DSP 板與開啟DSP 板。保護(hù)DSP 板里,具體實(shí)現(xiàn)保護(hù)的分析邏輯思維判定與跳閘對(duì)外出口作用功能;開啟DSP 板內(nèi)部,設(shè)置總開啟元部件設(shè)備,開啟后對(duì)外公開出口繼電控制器設(shè)備的正工作電源。2個(gè)DSP 板相互之間展開及時(shí)在線數(shù)據(jù)信息互相溝通,完成非常嚴(yán)厲的互相檢測(cè)與自主檢查,任何一個(gè)DSP板發(fā)生問題,設(shè)備會(huì)迅速閉鎖并且自動(dòng)報(bào)警,嚴(yán)令拒絕硬件組成設(shè)施問題故障引發(fā)的誤動(dòng)。

        圖1 保護(hù)硬件結(jié)構(gòu)框圖

        2 比率縱連差動(dòng)保護(hù)的原理及邏輯圖

        2.1 差動(dòng)保護(hù)的原理

        2.2 比率縱連差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性(圖2)

        圖2 比率縱連差動(dòng)保護(hù)特性

        2.3 高值比率縱連差動(dòng)保護(hù)原理

        為了避開地區(qū)內(nèi)部嚴(yán)重問題故障的時(shí)候,工作電流互感控制器設(shè)備因?yàn)槌浞诛柡偷扔绊懸蛩匾l(fā)的比率差動(dòng)保護(hù)產(chǎn)生延時(shí)作用動(dòng)作,設(shè)備一般設(shè)置了一系列高比率的差動(dòng)保護(hù),穩(wěn)態(tài)高數(shù)值比率差動(dòng)的動(dòng)作運(yùn)算方程式,具體如下所示:

        公式中:Ir 和Id 選取方式和上面一致。

        2.4 差動(dòng)保護(hù)跳閘邏輯圖及CT 邏輯圖(圖3、圖4)

        圖3 差動(dòng)保護(hù)跳閘邏輯圖

        圖4 發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)CT 邏輯圖

        3 差動(dòng)保護(hù)整定值的計(jì)算

        3.1 相關(guān)保護(hù)定值計(jì)算

        根據(jù)基礎(chǔ)參考資料發(fā)電機(jī)組系數(shù),對(duì)發(fā)電機(jī)比率差動(dòng)保護(hù)定數(shù)值展開運(yùn)算與復(fù)核。系數(shù)具體見表1。

        表1 發(fā)電機(jī)的重要參數(shù)

        (1)發(fā)電機(jī)一次側(cè)額定電流。額定電流=額定功率/1.732*額定電壓*功率因數(shù)=40*1000/1.732*10.5*0.85=2587;發(fā)電機(jī)二次側(cè)額定電流。二次側(cè)額定電流=一次側(cè)額定電流/發(fā)電機(jī)工作電流互感器設(shè)備變比=2587/4000=0.65。

        (2)發(fā)電機(jī)比率差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)工作電流起始有效數(shù)值Icdqd 的整定數(shù)值運(yùn)算。Icdqd 是發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的最低有效數(shù)值,應(yīng)該按照躲過正常發(fā)電機(jī)額定荷載時(shí)候的最大不均衡工作電流展開整定運(yùn)算:

        在計(jì)算方程式里:If2n 是發(fā)電機(jī)二次側(cè)的額定工作電流,Krel 是可靠參數(shù),通常為1.5;根據(jù)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》:現(xiàn)實(shí)情況下,能夠選取Icdqd=(0.1~0.3)If2n=0.3If2n,思考穩(wěn)定性、持續(xù)性等影響因素,選取為0.3 倍額定工作電流。

        (3)變斜率比率縱連差動(dòng)保護(hù)斜率定值計(jì)算。比率縱連差動(dòng)保護(hù)起始斜率:

        在計(jì)算方程式里:Kcc 是互感控制器設(shè)備的同型參數(shù),選取為0.5;Ker 是互感控制器設(shè)備的有效偏差參數(shù),選取為0.1;Krel 為保護(hù)可靠動(dòng)作系數(shù),依據(jù)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》取1.0~2.0;Kbl1 依據(jù)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》取0.05~0.10。

        比率縱連差動(dòng)保護(hù)起始斜率:Kbl1=Krel*Kcc*Ker=0.5×0.1×2=0.1,比率縱連差動(dòng)保護(hù)起始斜率Kbl1=0.1,為提高安全性、可靠性,比率縱連差動(dòng)保護(hù)最大斜率Kbl2 一般取推薦定值Kbl2=0.5。

        3.2 差動(dòng)保護(hù)性能指標(biāo)(表2)

        表2 差動(dòng)保護(hù)性能指標(biāo)

        3.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際差動(dòng)保護(hù)定值(表3)

        表3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際差動(dòng)保護(hù)定值

        4 發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的處理方法

        4.1 故障信息

        (1)上位機(jī)語音系統(tǒng)報(bào)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

        (2)設(shè)備機(jī)組意外突發(fā)事故跳閘停機(jī),事故光字牌點(diǎn)亮。

        (3)監(jiān)控畫面發(fā)電機(jī)出口斷路器斷開、指示燈由紅色變?yōu)榫G色。

        (4)有功、無功、機(jī)組電流等數(shù)值顯示為0。

        (5)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)發(fā)電機(jī)因突然甩負(fù)荷從而發(fā)出異常聲響。

        4.2 及時(shí)報(bào)送調(diào)度及廠內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)

        (1)XX 電站,姓名,時(shí)間,報(bào)警信號(hào),故障信息,我站xx 機(jī)組與系統(tǒng)解列。

        (2)通知24 h 維護(hù)人員進(jìn)廠查看情況。

        (3)向運(yùn)維部、安生部領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)現(xiàn)象、征詢意見并說明可能造成的后果。

        (4)向公司領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)現(xiàn)象、處理過程。

        4.3 發(fā)電機(jī)保護(hù)自動(dòng)跳閘后,運(yùn)行值班人員的處理辦法

        (1)監(jiān)視跳閘機(jī)組的停機(jī)過程是否正常。

        (2)監(jiān)視其他運(yùn)行設(shè)備潮流分布是否正常,修改調(diào)配未跳閘設(shè)備機(jī)組的各系數(shù)數(shù)值,使其加速運(yùn)行工作正常,轉(zhuǎn)化載荷。

        (3)根據(jù)機(jī)組差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的情況和機(jī)組故障錄波的信息判斷故障類型,并根據(jù)其類型分別作相應(yīng)處理。

        (4)事故處理結(jié)束后,等待調(diào)度指令,復(fù)歸故障信息,編寫故障處理報(bào)告等。

        5 結(jié)論

        發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)想要準(zhǔn)確動(dòng)作,關(guān)鍵的是專業(yè)工作管理者要針對(duì)其展開耐心保護(hù)與準(zhǔn)確整定運(yùn)算,在防止誤動(dòng)作的前提下,提高保護(hù)靈敏度是繼電保護(hù)專業(yè)組工作者需要具有的基礎(chǔ)專業(yè)應(yīng)用技術(shù),增強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)原理的學(xué)習(xí)與提升實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)操控,才可以預(yù)防保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作意外突發(fā)事件的產(chǎn)生,才能保障機(jī)組可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。

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