一次機(jī)組負(fù)序過流保護(hù)動(dòng)作跳開500kv開關(guān)的分析

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1、一次機(jī)組負(fù)序過流保護(hù)動(dòng)作跳開500kV開關(guān)的分析莫亞波華東宜興抽水蓄能有限公司摘要：簡(jiǎn)單介紹華東宜興抽水蓄能電站運(yùn)行方式和負(fù)序過流保護(hù)，并針對(duì)一次機(jī)組背靠背拖動(dòng)試驗(yàn)過程中負(fù)序過流保護(hù)動(dòng)作跳開500kV開關(guān)進(jìn)行原因分析、總結(jié)，并提出一些建議和意見。關(guān)鍵詞：抽水蓄能機(jī)組背靠背拖動(dòng)負(fù)序過流保護(hù)一、電站簡(jiǎn)介圖1宜興抽蓄主接線示意圖（3、4號(hào)機(jī)）圖1中：5012為500kV橋開關(guān)5054/5051為500kV線路開關(guān)GCB03/04為發(fā)電機(jī)出口開關(guān)FCB03/04為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁系統(tǒng)磁場(chǎng)開關(guān)PRD03/04為換相閘刀。S

2、BI32/42為拖動(dòng)刀SBI31/41為被拖動(dòng)刀（為實(shí)現(xiàn)將拖動(dòng)機(jī)的發(fā)電方向電流轉(zhuǎn)換為被拖動(dòng)機(jī)的抽水方向電流，該閘刀設(shè)定為固定換向）換相閘刀、拖動(dòng)閘刀、被拖動(dòng)閘刀為抽水蓄能電廠的特有設(shè)備，其中換相閘刀是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)組發(fā)電方向和抽水方向運(yùn)行時(shí)對(duì)相序的不同要求，為五極隔離閘刀，其中B相閘刀為兩個(gè)方向公用；拖動(dòng)閘刀、被拖動(dòng)閘刀是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)組抽水方向的啟動(dòng)。華東宜興抽水蓄能電站（以下簡(jiǎn)稱宜興抽蓄）位于江蘇省宜興市西南郊的銅官山，屬日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，裝有4臺(tái)單機(jī)容量250MW的可逆式抽水蓄能機(jī)組（既可以做順時(shí)針方向

3、旋轉(zhuǎn)的發(fā)電工況運(yùn)行，也可以做逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的水泵工況運(yùn)行），在華東電網(wǎng)與江蘇省網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰填谷、事故備用及輔助調(diào)頻、調(diào)相等任務(wù)。當(dāng)抽水蓄能機(jī)組水泵工況起動(dòng)時(shí)，由于不能立即從電網(wǎng)吸收很大的功率，所以機(jī)組須借用外力啟動(dòng)，起動(dòng)方式有：同軸發(fā)電機(jī)走動(dòng)、異步起動(dòng)、同步起動(dòng)（背靠背起動(dòng)）、半同步起動(dòng)、變頻起動(dòng)等。由于此次事故是在背靠背拖動(dòng)試驗(yàn)時(shí)發(fā)生，所以主要介紹下背靠背拖動(dòng)：背靠背起動(dòng)是抽水蓄能機(jī)組水泵起動(dòng)（電動(dòng)機(jī)起動(dòng)）的一種方式，正式名稱為同步起動(dòng)，它是用本電站或相鄰電站的一臺(tái)常規(guī)發(fā)電機(jī)組或蓄能機(jī)組做發(fā)電機(jī)運(yùn)行來起

4、動(dòng)其他蓄能機(jī)組抽水。開機(jī)前將被拖動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)）與拖動(dòng)機(jī)（發(fā)電機(jī)）在電氣上聯(lián)接（通稱電氣軸），并分別加上勵(lì)磁。將轉(zhuǎn)動(dòng)起來的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的低頻電源直接回在電動(dòng)機(jī)定子上，電動(dòng)機(jī)在同步轉(zhuǎn)矩作用下跟隨發(fā)電機(jī)逐步升速。發(fā)電機(jī)逐漸增加轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)也隨之同步升速，在達(dá)到同期條件后，電動(dòng)機(jī)同期并網(wǎng)的同時(shí)解除發(fā)電機(jī)，完成起動(dòng)過程。以宜興抽蓄3號(hào)機(jī)拖動(dòng)4號(hào)機(jī)為例，其間的電氣軸如圖1中紅線所示：3號(hào)機(jī)（拖動(dòng)機(jī)）定子——GCB03——SBI32——SBI41——4號(hào)機(jī)（被拖動(dòng)機(jī)）定子另外在拖動(dòng)過程中4號(hào)機(jī)換相閘刀（PRD04）抽水方

5、向合上，3號(hào)機(jī)PRD03分開。二、事故現(xiàn)象在一次3號(hào)機(jī)背靠背拖動(dòng)4號(hào)機(jī)試驗(yàn)過程中，4號(hào)機(jī)因監(jiān)控程序超時(shí)跳機(jī)，引起3號(hào)機(jī)機(jī)械跳機(jī)。2s后宜岷線5054開關(guān)、500kV分段橋5012開關(guān)跳開，相應(yīng)廠用電動(dòng)作?，F(xiàn)地檢查保護(hù)盤柜上4號(hào)機(jī)保護(hù)盤A組負(fù)序過流保護(hù)燈亮，B組機(jī)組大差保護(hù)燈亮，無(wú)其他保護(hù)動(dòng)作，判斷為4號(hào)機(jī)負(fù)序過流保護(hù)動(dòng)作。三、負(fù)序過流保護(hù)1）負(fù)序電流：正序、負(fù)序、零序電流的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)，把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量（正、負(fù)序）及同向的零序分量。其中正序電流a、b、c三

6、相幅值相等，相位為a相超前b相120°，b相超前c相120°；負(fù)序分量：a、b、c三相幅值相等，相序與正序相反。對(duì)于理想的電力系統(tǒng)，由于三相對(duì)稱，因此負(fù)序和零序分量的數(shù)值都為零（這就是我們常說正常狀態(tài)下只有正序分量的原因）。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，三相變得不對(duì)稱了，這時(shí)就能分解出有幅值的負(fù)序和零序分量度了。所以檢測(cè)負(fù)序電流就能判斷是否發(fā)生故障。2）負(fù)序電流危害：當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，定子繞組中將出現(xiàn)負(fù)序電流。它產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以兩倍同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子繞組，阻尼繞組及鐵芯內(nèi)，尤其是在鐵芯表面

7、產(chǎn)生100Hz交流電流，該電流可使轉(zhuǎn)子表層產(chǎn)生危險(xiǎn)的局部過熱，同時(shí)由它產(chǎn)生的交變電磁轉(zhuǎn)矩使機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。所以設(shè)置負(fù)序過流保護(hù)可以有效的減少發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)造成的影響。3）負(fù)序過流保護(hù)：宜興抽蓄負(fù)序過流保護(hù)由三段定時(shí)限和一段反時(shí)限特性共同構(gòu)成。定時(shí)限段包括一段定時(shí)限報(bào)警，兩段定時(shí)限跳閘，即負(fù)序電流超過一定值，保護(hù)就延時(shí)出口動(dòng)作。反時(shí)限段的延時(shí)時(shí)間與負(fù)序電流的大小成反比，負(fù)序電流越大，延時(shí)時(shí)間越短。對(duì)宜興抽蓄來說，由于機(jī)組有兩種工況，發(fā)電工況和水泵工況，在兩種工況下，三相電流Ia，Ib，

8、Ic在相量圖中轉(zhuǎn)向相反，所以電站機(jī)組保護(hù)中設(shè)置了發(fā)電工況（G工況）和水泵工況（P工況）負(fù)序過流保護(hù)。而且G工況保護(hù)在P工況閉鎖，P工況保護(hù)在G工況也閉鎖。它是通過在每套保護(hù)裝置中均設(shè)置兩組保護(hù)定值組來實(shí)現(xiàn)的，分別為發(fā)電方向定值組和抽水方向定值組，默認(rèn)為發(fā)電方向定值組，運(yùn)行過程中通過PRD的信號(hào)來選擇其中一組定值組投入運(yùn)行。表一負(fù)序過流保護(hù)整定單：保護(hù)整定值延時(shí)動(dòng)作后果負(fù)序過流(1級(jí)啟動(dòng))I2≥0.10INt=5s報(bào)警負(fù)序過流(