（安徽淮南平圩发电有限责任公司 安徽淮南 232089）
摘要：文中分析了大机组高压厂用变压器保护各保护定值，发现无法因电流判据不满足而不能使发变组高压侧各断路器失灵保护动作。对该缺陷提出了改进措施。
关键词：1000kV特高压；失灵保护；高压厂用变压器；纵联差动保护；
引言
大机组采用发电机-主变压器（简称主变）的单元接线，经主变升压后接入采用3/2接线方式的厂内变电站，高压厂用变压器（简称高厂变）接在发电机出口或主变低压侧处。高厂变高压侧不装设断路器，视发电机、主变、高厂变为一体，称发变组（如图1）。
图1 发-变组一次接线图
高厂变配置纵联差动保护，高压侧电流速断保护、定时限过电流保护，均动作于全停Ⅰ（全停Ⅰ指跳发变组高压侧断路器、跳高厂变分支断路器、灭磁、关闭主汽门、启动失灵、厂用电切换），低压侧分支过流保护、单相接地保护，1段动作仅跳相应分支断路器，2段动作于全停Ⅰ。
当高厂变故障时，高厂变相应保护动作全停Ⅰ，故障电流消失，故障切除；若发变组断路器拒动，系统向故障点继续提供电流，虽发变组断路器失灵保护收到了启动信号，因故障电流小于失灵保护的相、负序电流判据，发变组断路器失灵保护无法动作，导致故障不能及时切除。故障电流持续流过主变、高厂变，故障持续扩大待其他保护动作启动发变组断路器失灵保护切除故障，而此时高厂变已严重损毁。因此，深入分析高厂变保护启动失灵保护问题，提出合理解决措施，避免此类事情发生，保障高厂变乃至这个发电机组的稳定、安全运行[1]。
1 断路器失灵保护
断路器失灵保护主要用于系统故障而相应的断路器拒动或无法隔离故障时，启动其他相邻断路器来切除故障。电流取自对应断路器电流互感器（如图1中T013断路器失灵保护电流取自TA1）采用快速复归的相电流、零序电流、负序电流 “或”逻辑构成断路器未断开的判别元件，线路、母线、短线、发变组等电气量保护能瞬时复归的出口继电器动作后不返回作为启动元件。断路器失灵保护动作，瞬时再跳本断路器，经延时跳本断路器三相及相邻断路器或经延时跳本断路器及相邻断路器。如图2。
图2 断路器失灵保护逻辑图
相电流判别定值按最小运行方式下主变低压侧故障时有足够灵敏度，灵敏系数大于1.3，并尽可能躲过主变正常运行的最大额定负荷电流整定。负序电流判别定值按躲过主变正常运行时可能产生的最大不平衡电流整定或按发电机出口故障时有灵敏度整定。零序电流判别定值按躲躲过最大零序不平衡电流整定，保护末端故障应有足够灵敏度，对于发变组断路器失灵保护相电流判别定值取1.1～1.2倍主变额定电流，负序、零序判别定值取15%～25%主变额定电流。[2、3]
2 高厂变各保护启动失灵保护动作行为分析
2.1高厂变各保护整定原则
2.1.1纵联差动保护
按《厂用电继电保护整定计算导则》的规定整定，满足最小运行方式下差动保护区内变压器低压侧引出线上两相金属性短路，灵敏度大于1.5要求。
2.1.2高压侧保护
高压侧电流速断保护按躲过低压侧出口三相短路时流过保护的最大短路电流整定，取（1.2～1.3）最大短路电流。
高压侧定时限过电流保护按躲过高压厂用变压器所带负荷需要自启动的电动机最大启动电流之和或躲过低压侧一个分支负荷自启动电流和其余分支正常负荷总电流整定。
2.1.3低压侧保护
低压侧分支电流保护，作为本分支母线及相邻元件的相间短路故障的后备保护。按以下原则整定：
①躲过本分支母线所接需参与自启动的电动机自启动电流之和整定；
②躲过本分支母线上最大容量电动机启动电流整定；
③与下一级限时速断或过流保护的最大动作电流配合整定。
2.2故障时断路器失灵动作行为分析
如图 1所示的系统，3个可能发生三相、两相、单相金属性接地（以下接地均为金属性接地）故障点。
d1点发生三相金属性短路时，流过TA1的电流如下：
d2、d3点发生单相金属性短路时，因无零序回路，流过TA1的各相、负序电流与公式4计算相同。
d2点发生故障时，依2.1中整定的纵联差动保护、高压侧保护能正确动作，并启动发变组断路器失灵保护，但因流经断路器失灵保护的故障电流小于相电流元件定值，负序电流在负序判别元件定值附件，失灵保护可能动作。
d3点发生短路故障时，依2.1中整定的高压侧保护、低压侧保护虽然能正确动作并启动发变组断路器失灵保护，但因流经断路器失灵保护的故障电流远小于判别元件定值，失灵保护可能无法动作。
通过上述分析可知：高厂变在低压侧短路故障时纵联差动保护、高压侧保护速断保护动作，能否有效的启动发变组断路器失灵保护，存在不确定因素；低压侧保护根本无法启动发变组断路器失灵保护。在高厂变保护动作过程中，不能有效的启动发变组断路器失灵保护，发生断路器拒动时，将严重烧毁设备，给电厂带来严重危害。
3 改进措施
目前，多采用主变、高厂变保护集成在一台装置中的设计，接入了发变组高压侧各断路器电流、开关状态信号，高厂变高低压侧电流等。对于不能有效启动发变组断路器失灵保护的高厂变保护，增加“发变组断路器高厂变失灵保护”，通过发变组断路器失灵保护的出口继电器实现跳闸。
该保护采用高厂变高压侧处的相电流、负序、零序电流（如图1 TA2），同时发变组断路器相电流、负序、零序电流（如图1 TA1）且合闸位置信号判别高厂变保护动作时该断路器仍在合闸；高厂变纵联差动保护、高压侧保护、低压侧2段保护动作信号构成启动元件，如图3。
高厂变相电流判别元件定值按最小运行方式下高厂变低压侧三相短路故障时有足够灵敏度，并尽可能躲过高厂变低压侧正常运行是的最大负荷电流整定，取1.1～1.2倍高厂变低压侧分支额定电流；负序、零序电流判别元件按躲过高厂变低压侧正常运行时可能产生的最大不平衡电流整定，取15%～25%高厂变低压侧分支额定电流。
发变组断路器电流互感器一次电流值根据站内线路回数一般为1.2～2倍主变额定电流，主变高压侧为1100kV，高厂变低压侧一般为10.5kV，相差近100倍，若按高厂变处相负序、零序电流判别整定，可能小于装置精工电流。所以，发变组断路器相电流判别元件定值与高厂变相电流判别元件整定相同，负序、零序电流判别元件定值按装置2倍精工电流整定。
增加发变组断路器高厂变失灵保护可以避免高厂变故障时发变组断路器拒动的风险，，提高发电机组的稳定、安全性。
参考文献：
[1]谢创树.核电厂发电机出口断路器失灵保护设计[J].电力系统自动化，2014（6）：123-127.
[2]DL/T559—2007 220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程 代替DL/T559—1994[M].中国电力出版社，2008.
[3]DL/T684-2012大型发电机变压器继电保护整定计算导则 代替DL/T684—1999[M].中国电力出版社，2012.
作者简介：
李晓（1984 -），男，本科，工程师，研究方向为继电保护；
论文作者:李晓
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
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