一起发电机变压器组保护动作事件分析_张棋

　第31卷第11期华电技术V o l.31　N o.11 2009年11月H u a d i a n T e c h n o l o g y N o v.2009　

一起发电机变压器组保护动作事件分析

张棋1,王欣2

(1.国电南京自动化股份有限公司,江苏南京　210003;2.华电集团陕西分公司,陕西西安　710032)

摘　要:以D G T801系列数字式发电机变压器组保护装置在某电厂135M W机组的一次差动保护动作情况为例,分析了此次差动保护动作的原因,根据故障录波数据分析了故障时的动作特性,并针对此次保护动作行为提出了一些建议。

关键词:发电机变压器组;差动保护;故障录波

中图分类号:T M31:T M406 文献标志码:B 文章编号:1674-1951(2009)11-0069-03

收稿日期:2009-06-05

0　引言

电力是国民经济的基础,发电厂作为电力的源

头,所用的发电设备及其运行的安全可靠性一直是

人们所关注的焦点。发电机、变压器是发电厂的主

要电气设备,其运行正常与否直接关系到整个电网

的安全运行。所以,对发电机、变压器的继电保护装

置有非常高的技术要求,除了要正确反映各类故障

和不正常状态外,还要能在主设备发生故障后在最

短时间内切除故障,缩小故障范围,以降低主设备的

损坏程度,使其尽快修复和恢复生产。本文以某电

厂135M W机组的一次差动保护动作为例,结合保

护装置的录波文件对故障的电气量做了一次比较详

尽的分析。

1　事故经过和故障量分析

1.1　系统一次接线图

某电厂#3机组发电机容量为135M W,通过1台

主变压器(180M W)接入220k V系统,其中发电机

采用机端自并励系统,主变压器采用三相柱式结构,

Y N/d11接线。图1为发电机变压器组(以下简称

发变组)电气一次系统接线示意图,图2为绕组简

化示意图。

图1　发电机变压器组电气一次系统接线示意图

根据G B/T14285—2006《继电保护和安全自动

装置技术规程》[1]中的要求:“100M W及以上的发

电机变压器组,应装设双重主保护,每套主保护宜具

有发电机纵联差动保护和变压器纵联差动保护功

图2　绕组简化示意图

能”,#3机组配置了全套双重化数字式发变组保护

装置,使用的是D G T801系列数字式发变组保护装

置,已投产运行近3年,设备运行情况良好。

1.2　事故经过

2007年4月11日5时41分,正常带满负荷运

行的#3机组突然跳闸,跳主开关1D L(1)、1D L(2)、

关主汽门、跳灭磁开关、机组停机、厂用电切换成功。

现场技术人员赶到保护室查看,发现#3发变组保护

屏A柜和B柜均发“发变组差动速断”、“发变组差

动”、“发电机复压记忆过流”信号报警,操作箱保护

Ⅰ跳、保护Ⅱ跳信号灯亮,随机组配置的微机型故障

录波器未启动(原因不明,后查实为该装置硬盘无

法启动,程序无法正常工作)。

当天早上厂家技术人员赶往现场发现:发变组

保护柜A柜和B柜均有“发变组差动速断”、“发变

组差动”、“发电机复压记忆过流”的信号(未复归),

且保护装置上留下了动作信号和动作事件记录。由

于措施得当,事故发生现场保留良好,技术人员顺利

地从保护装置中录取到了故障波形,得到了分析现

场事故原因的准确资料。

1.3　故障量分析

发变组差动保护配置参数及定值见表1、表2。

发变组差动各侧电流如图3所示。主变压器高

压侧I A电流,4.991∠0°;发电机I A电流,18.887∠

18.7°;主变压器高压侧I B电流,10.652∠-176.3°;

　·70·华电技术

第31卷　

表1　发变组保护配置参数

　

绕组

电压等级接线方式

C T

C T 变比接线方式主变压器高压侧

242Y 1200/5Y /Y 发电机侧13.8■8000/5Y /Y 厂变高压侧

13.8

■

8000/5

Y /Y

平衡系数(归算到发电机侧) K=1×12005×24213.8×1

3

=1.519

表2　差动保护定值

名称制动因数

谐波制动比

启动电流/A

拐点电流/A

速断倍数

额定电流/A 符号K z ηI q I g I s I e (I N )整定值

0.375

0.15

2.4

3.5

4

3.92

图3　发变组差动各侧电流(主变压器高压侧电流和发电机电流)

发电机I B 电流,17.014∠-162.7°;主变压器高压侧I C

电流,5.262∠7.0°;发电机I C 电流,1

.681∠-148.6°。发变组差动三相差流如图4所示。A 相差流,42.841∠0°;B 相差流,42.596∠-180.1°;C 相差流,0.019∠-233°。

对录波数据进行分析,可得出以下结论:

(1)根据图3所示的差动各侧电流波形可以看出,发电机侧A 相电流、B 相电流突然增大,且发电机侧A 相电流与B 相电流呈反向,而C 相电流几乎不变;主变压器高压侧A 相电流和C 相电流的大小相等,且等于B 相电流的1/2。这是一个比较明显的主变压器低压侧A B 相间短路故障特征。(2)由图4所示的差动各侧合成差电流波形可以看出,A 相和B 相故障特征明显,故障发生(从相电流跃变开始)后15m s ,A 相和B 相的差流达到

40A 以上,大大超过差动速断定值I s d =

4×3.92=15.68(A ),满足定值,越过比例制动曲线,动作出口全停;其后,比率差动亦动作,50m s 故障切除。1.4　故障点查找

根据此录波分析数据,经过绝缘检测后,发现发电机出口(主变压器低压侧)A B 相间绝缘降低,在经过仔细的检查后发现确有小动物进入发电机封闭母线出口(靠近主变压器压器进线侧),形成放电短路,出现瞬间短路现象(如图5所示),造成这次事故的产生。

2　其他问题的分析

#

3机组是采用自并励式励磁的系统,励磁电源取自发电机机端,经整流给转子绕组直流电压,它的优点是励磁调节反应快、无旋转部分、能快速灭磁和

　第11期张棋,等:一起发电机变压器组保护动作事件分析·71·

　

图4　

发变组差动三相差流

图5　故障点简单示意图

快速减磁、接线和结构简单、主机轴系长度短和日常维护工作量小等。但在发电机外部发生对称或不对称短路时,机端电压下降,励磁电流随之减小。若机端三相短路,机端电压为0,短路电流将逐渐衰减到0(大约短路后1s ,三相故障电流可减小到额定电流,5s 左右将近于0)。对于发电机复(低)压过流,如果其电流定值整定为1.4倍额定电流,动作时间整定为3～5s ,则该后备保护将完全失去作用。

因此,#

3机组配置的发电机复压过流保护带有记忆,且记忆时间大于保护动作时间,确保后备保护能真正起到后备的作用。该原理已经过十几年的运行检验,普遍运用于自并励式发电机保护配置方案中,拥有成熟的运行经验。

当设备发生故障,主保护动作,全停切机,电流电压降为0,而发电机复压过流保护带记忆,此时电压判据满足,电流记忆满足定值,保护动作亦属正常,其唯一的影响不过是保护装置屏多个信号报警,相对而言,它所担负的后备保护的责任是真正重要的。因此,作者建议将该原理保留于它成熟的运行状态,不做修改。

3　结束语

(1)对于大中型发电机、变压器组应采用性能

优良、运行可靠的微机录波装置,以便于事故分析和故障处理,不能只依赖于保护装置的动作信号和事故报文。

(2)在该次故障过程中,D G T 801系列数字式发变组保护装置中发变组差动保护准确、快速动作,并利用自身强大的录波分析功能,为查找事故提供了第一手的资料,较好地维护了主设备的安全稳定运行。

(3)应加强对主设备的日常维护工作(安装警示牌、防护网和电缆沟封堵等),杜绝老鼠、蛇等小动物引起的短路故障,以免引起更大的事故隐患。参考文献:

[1]G B /T 14285—2006,继电保护和安全自动装置技术规程

[S ].

[2]史世文.大机组继电保护[M].北京:水利电力出版社,

1987.

[3]王维俭,候炳蕴.大型机组继电保护理论基础[M].北

京:中国电力出版社,1997.[4]李玉海,刘昕,李鹏.电力系统主设备继电保护试验

[M ].北京:中国电力出版社,2005.

(编辑:刘芳)

作者简介:

张棋(1980—),男,江苏苏州人,工程师,从事发电厂继电保护产品的设计、技术管理和技术支持方面的工作。王欣(1983—),女,陕西西安人,助理工程师,从事发电厂技术管理方面的工作。

　·84·A b s t r a c t s第31卷　

K e yw o r d s:u l t r a-s u p e r c r i t i c a l1300M W u n i t;t h e r m a lp o w e r g e n e r a t i o n;i n t r o d u c e;o p t i m i z a t i o n

09-11-61　T r e a t m e n t o f i n s u l a t i o nq u a l i t yl o w-e r i n g o f T R Tg e n e r a t o r e x c i t a t i o nw i n d i n g

Z H A N G Mi n(N a n c h a n gC h a n g l iI r o n a n dS t e e l C o r p o r a t i o n L i m i t e d,N a n c h a n g330012,C h i n a)

A b s t r a c t:T h e r e a s o n o f i n s u l a t i o nq u a l i t y l o w e r i n g o f8M W T R T g e n e r a t o r e x c i t a t i o n w i n d i n g i n N a n c h a n g C h a n g l i I r o na n dS t e e l C o r p o r a t i o nL i m i t e dw a s a n a l y z e d.T h e f a u l t r e a s o nw a s f o u n d,

a n d t h ef a u l t h a d

b e e nt r e a t e d,a n ds o m e

c o n c r e t ep r e v e n t i o n m e a s u r e s w e r e p r o p o s e d.

K e yw o r d s:g e n e r a t o r;e x c i t a t i o n w i n d i n g;i n s u l a t i o nq u a l i t y l o w-e r i n g;t r e a t m e n t

09-11-62　A n a l y s i s o f o v e r t e m p e r a t u r e o f m e t a l p i p ew a l l i n850t/hb o i l e r a n do p e r a t i o nc o n t r o l m e a s u r e s

S H I D a o-k o n g(D o u h e P o w e r P l a n t,T a n g s h a n063028,C h i n a) A b s t r a c t:A c c o r d i n g t o t h e p r a c t i c a l o p e r a t i o n c o n d i t i o na n dt h e s t r u c t u r e o f t h e850t/hb o i l e r o f D o u h eP o w e r P l a n t,t h eo v e r-t e m p e r a t u r e r e a s o n o f m e t a l p i p e w a l l o f t h e b o i l e r w a s a n a l y z e d,

a n d t h ec o n t r o l m e a s u r e ss h o u l d

b ea d o p t e di no p e r a t i o nw e r e p u t f o r w a r d.I t i s p o i n t e dt h a t t o

c o n t r o l t h e g a s t e m p e r a t u r e o f f u r n a c e o u t l e t a n dt o e l i m i n a t e t h e f u r n a c e h e a t

d

e v i a t i o na r e k e y m e a s u r e s

f o r e l i m i n a t i n

g t

h e o v e r t e m p e r a t u r e o f m e t a l p

i p e w a l l o f t h e b o i l e r.

K e yw o r d s:b o i l e r o p e r a t i o n;o v e r t e m p e r a t u r e o f p i p e w a l l;h e a t d e v i a t i o n;c o n t r o l

09-11-64　A n a l y s i s o f a ni n c o r r e c t o p e r a t i o no f 500k V l i n e r e c l o s i n g d e v i c e a n d p r e v e n t i o n m e t h o d L I Y u-l e i1,L I X i a o-m i n g2,T A N G Y i1,Y A N L i-x i o n g1 (1.H u b e i E H VP o w e r T r a n s m i s s i o na n dt r a n s f o r m a t i o nC o m p a-n y,Wu h a n430050,C h i n a;2.S c h o o l o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g, Wu h a n U n i v e r s i t y,Wu h a n430072,C h i n a)

A b s t r a c t:T h ea u t o m a t i cr e c l o s i n gt e c h n o l o g yi sa n e f f e c t i v e m e a s u r e t o g u a r a n t e et h es a f e t y p o w e r s u p p l ya n ds t a b l eo p e r a-t i o n o f p o w e r s y s t e m,a n d h a s b e e n w i d e l y u s e d i n e l e c t r i c p o w e r s y s t e m d o m e s t i c a n d a b r o a d.Ar e c l o s i n gi n c o r r e c t o p e r a t i o na c-c i d e n t o c c u r r e d i n a500k Vl i n e o f C e n t r a l C h i n a P o w e r G r i d w a s i n t r o d u c e d,i nw h i c h t h e r e c l o s i n gd e v i c e o f o n e s i d e o f t h el i n e h a d r e c l o s e ds u c c e s s f u l l y,b u t t h er e c l o s i n g d e v i c e o f o t h e r s i d e o f t h e l i n e h a d o p e r a t e di n c o r r e c t l y a n d t h e b r e a k e r t r i p p e d t h r e e t i m e s.T h r o u g h t h e i n v e s t i g a t i o n a n d a n a l y s i s o f t h i s a c c i d e n t,i t i s s h o w nt h a t f o r t r y i n gt r a n s m i s s i o no f n e w l i n eo r t h el i n ei n w h i c ht h e p r o t e c t i o n s y s t e mw a s r e f o r m e d,i n o r d e r t o i n s p e c t t h e c o r r e c t n e s s o f u n i t f u n c t i o n s a n dc i r c u i t c o o r d i n a t i o n,t h ep r i o r c o m p l e t es e t t e s t o f p r o t e c t i o nd e v i c e s m u s t f o l l o wt h em o d eo f s i m u l a t i n g s a m e s t e p a c t i o n o f t w o s e t s o f p r o t e c t i o nd e v i c e s,s o a s t o a v o i dt h e e m e r g e n c e o f s u c ha c c i d e n t o r o t h e r f a u l t s.

K e yw o r d s:r e c l o s i n g;c o m p l e t e s e t t e s t;p r o t e c t i o n c a l i b r a t i o n 09-11-67　R e a s o na n a l y s i s o f t u b e c r a c k i n go f

b o i l e r s u p e r h e a t e r o f r e f u s e-f i r e dp o w e r p l a n t a n d

c o u n t e r m e a s u r e s

Y EMi n g-b i n1,J I NY u-b i n2(1.X i a m e n E n v i r o n m e n t a l E n e r g y I n v e s t m e n t C o r p o r a t i o n L i m i t e d,X i a m e n361009,C h i n a;2.

H u a n e n gH a n f e n g P o w e r P l a n t,H a n d a n056200,C h i n a)A b s t r a c t:S e v e r a l b e n d e dt u b e s o f#1b o i l e r s e c o n ds t a g e s u p e r-h e a t e r o f t h eX i a m e nH o u k e n gR e f u s e-f i r e dP o w e r P l a n t w e r e f a i l e dd u et oc r a c k i n gd u r i n g o p e r a t i o n.T h er e a s o no ft u b e c r a c k i n g w a s a n a l y z e d,a n d t h e f e a s i b l e s o l v i n g s c h e m e w a s p r o-p o s e da n da c c o m p l i s h e d;t h e ns i m i l a r f a u l t w a sa v o i d e de f f e c-t i v e l y.S o t h e s a f e t y o p e r a t i o no f b o i l e r h a d b e e n e n s u r e d.

K e y w o r d s:b e n d e d t u b e c r a c k;a l t e r n a t i n g t h e r m a l s t r e s s;s e a l-i n g p l a t e;s p r a y t y p e d e s u p e r h e a t e r

09-11-69　A n a l y s i s a b o u t a ne v e n t o f p r o t e c t i v e a c t i o n o f g e n e r a t o r-t r a n s f o r m e r p r o t e c t i o n

Z H A N G Q i1,WA N G X i n2(1.G u o d i a nN a n j i n gA u t o m a t i o n C o r p o r a t i o n L i m i t e d,N a n j i n g210003,C h i n a;2.H u a d i a nC o r-p o r a t i o nS h a n x i B r a n c h,X i a n710032,C h i n a)

A b s t r a c t:T a k i n g o n c e p r o t e c t i v e a c t i o no f d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o n o f D G T801d i g i t a l g e n e r a t o r-t r a n s f o r m e r p r o t e c t i o nd e v i c ei na p o w e r p l a n t135M W u n i t a s e x a m p l e,t h er e a s o no f p r o t e c t i v e a c t i o no f d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o ni nt h i st i m ew a sa n a l y z e d.A c-c o r d i n g t o t h ed a t ao f f a u l t r e c o r d,t h ea c t i o nc h a r a c t e r i s t i c s i n t h e f a u l t p r o c e s s w e r e a n a l y z e d,a n d a i m i n g a t t h e p r o t e c t i o n a c-t i o ni nt h i s e v e n t,s o m e s u g g e s t i o n s w e r e p r o p o s e d.

K e yw o r d s:g e n e r a t o r-t r a n s f o r m e r u n i t;d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o n;

f a u l t r e c o r d

09-11-72　A p p l i c a t i o no f f i b e r g l a s s r e i n f o r c e d p l a s t i c s f l u e i n f l u e g a s c o o l i n g t o w e r

J I A N G D a-g a n g(H u a d i a nT i a n j i nJ u n l i a n g c h e n gP o w e r G e n e r-a t i o nC o r p o r a t i o n L i m i t e d,T i a n j i n300300,C h i n a)

A b s t r a c t:T h e d e v e l o p m e n t o f t h e f l u e g a s c o o l i n g t o w e r a t h o m e a n da b r o a dw a s i n t r o d u c e d.T h et e c h n o l o g y p r o c e s s o f t h ef l u e g a s c o o l i n gt o w e r a n dt h ed e s i g np a r a m e t e r so f t h ef l u eg a so f 2×350M W h e a t s u p p l y u n i t s i nH u a d i a nT i a n j i nJ u n l i a n g c h e n g P o w e r G e n e r a t i o nC o r p o r a t i o n L i m i t e d p r o j e c t p h a s e Vw e r e d i s-c o u r s e d.T h e s e l e c t i o no f t h e f i b e r g l a s s r e i n f o r c e dp l a s t i c s f l u e,

t h e p e r f o r m a n c e o f t h e f i b e r g l a s s r e i n f o r c e d p l a s t i c s f l u e a n dt h e t e c h n o l o g yr e q u i r e m e n tf o rf i b e r g l a s sr e i n f o r c e d p l a s t i c sf l u e m a n u f a c t u r i n gw e r e e x p o u n d e de m p h a t i c a l l y.T h ef i b e r g l a s s r e-i n f o r c e dp l a s t i c s f l u ea p p l i c a t i o ne x p e r i e n c eo f H u a d i a nT i a n j i n J u n l i a n g c h e n g P o w e rG e n e r a t i o n C o r p o r a t i o n L i m i t e d c a n b e u s e da s r e f e r e n c e f o r t h e p o w e r p l a n t s u s i n g s i m i l a r f i b e r g l a s s r e-i n f o r c e dp l a s t i c s f l u e i nt h e i r c o o l i n g t o w e r.

K e y w o r d s:f l u e g a s c o o l i n g t o w e r;f i b e r g l a s s r e i n f o r c e d p l a s t i c s f l u e;f i b e r g l a s s r e i n f o r c e d p l a s t i c s m a t e r i a l;p r o c e s s i n g a n d m a n-u f a c t u r i n g;q u a l i t y i n s p e c t i o n

09-11-77　O v e r v i e w o f l i n k a g em o d e l o f t i m e-o f-u s e e l e c t r i c i t yp r i c eb e t w e e ng e n e r a t i n ga n dr e-t a i l s i d e s

Y U D o n g-x i a n1,2,L E I X i a1,F E N G J i e3(1.S c h o o l o f E l e c t r i c I n f o r m a t i o no f X i h u aU n i v e r s i t y,C h e n g d u610039,C h i n a;2. S i c h u a n Y a a n E l e c t r i c P o w e r C o r p o r a t i o n L i m i t e d,Y a a n 625000,C h i n a;3.S i c h u a nH u a n e n gB a o x i n g h eE l e c t r i cP o w e r G r o u p C o r p o r a t i o nL i m i t e d,Y a a n625000,C h i n a)

A b s t r a c t:T h ei m p o r t a n c eo fl i n k a g eo ft i m e-o f-u s ee l e c t r i c i t y p r i c eb e t w e e ng e n e r a t i n gs i d ea n dr e t a i l s i d ew a si n t r o d u c e d. S e v e r a ld o m e s t i c c o m m o n l i n k a g e m o d e l s w e r e a n a l y z e d. T h r o u g h r e l e v a n tc o m p a r i s o n a n d a n a l y s i s,t h e d e v e l o p m e n t t r e n do f l i n k a g e m o d e l o f e l e c t r i c i t y p r i c e w a s p o i n t e do u t.

K e y w o r d s:l i n k a g e o f e l e c t r i c i t y p r i c e;t i m e-o f-u s e p r i c e(T O U p r i c e);a f t e r w a r d s l i n k a g e;r e a l-t i m e l i n k a g e