GIX104型100％定子的接地保护原理及其应用

GIX104型100％定子的接地保护原理及其应用 GIX104型100,定子的接地保护原理及其 应用 „{{2 『0瞳 《华中电力》第10卷第3期l997年6月 GIX104型100定子接地保护 原理及其应用 华能岳阳电厂伍征团杨菊元,rl 摘要介绍GIX104型注入式发电机1oo~/g定子及转子接地保护的I 作原理及其 应用情况. 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了保护装置存在的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .并提出改进措施. 关键词注入式定子保护设计报警谐波 1概述 华能岳阳电厂采用瑞士ABB公司生产 的GIX104型发电机100定子接地保护,自 1991年投运以来,出现了保护装置在运行中 烧坏和保护误报警等故障,发电机等一次设 备曾出现过接地故障,定予接地保护均能正 确动作,切除故障.该保护利用注入12.5Hz 电压信号的原理,对发电机绕组实现10O 接地故障保护. 该保护装置的特点首先是既可作为发电 机定子接地保护,检测100定子绕组范围 的接地故障,又可作为各种励磁方式发电机 的转子接地保护,定,转子保护功能件可由用 户根据需要选择;定子接地保护装置中还配 有一套能检测发电机定子绕组10,100 故障的95定子接地故障后备保护. 另外不论发电机是静止状态,还是运行 状态,保护装置均有相同的灵敏度 其次对于10o定子接地故障保护,能 检测发电机定子绕组,发电机中性点和与发 电机定子绕组直接相连的其它部位(如主变 压器低压绕组和厂高变的高压绕组)发生的 接地故障,且有相同的灵敏度. 与国内所应用的发电机定,转子绕组接 地故障保护比较,GIX104型注入式发电机 100定,转子接地故障保护的原理新颖,功 能符合实际需要.本文介绍该保护装置的工 作原理及其在华能岳阳电厂的应用情况,分 析保护装置故障和误报警的原因,提出改进 的措施. 2保护原理及其检测功能 2,1保护原理 图1为GIX104型保护装置的定子接地 保护框图.图中R为限流电阻,为注入变 压器.注入变压器有两个原边绕组,分别接入 两组可控开关TI和T2,通过开关T1和T2 的交替导通接到辅助交流电源.可控开关的 交替导通额率为l/4系统频率,即12.5Hz (对于50Hz)或15Hz(对于60Hz). 图2为一个完整的选通信号期间内的注 入电压u.的波形.一个注入波形A至J持续 时间为4个系统频率,即注入信的任意幅值;在发生接 ? 35? 图lGIX104型定子接地保护原理图 地故障时,,也有较大的基波分量.因为在注 入电压U的一个选通周期内,,的相位不翻 转,而,.信号的相位翻转.因此,易于区分测 量到的,和,.电流信号. 为了滤掉,信号,将电阻R上的电压 降x与取自可控开关控制信号的参考电压 Y相乘,乘积再在一个周期内积分.因为, 分量的相位不随H反相,因此.x,Y积分 后,与,.有关的分量为零另一方面.由注入 电压产生的电流信号,及其在电阻R上 的电压降x与参考电压Y一起改变极性,乘 积X?Y不为零. 当设备的绝缘破坏后.又将产生一个基 本上为阻性的电流对于交流发电机.还会 产生一个有较大功频分量的寄生电流,,此 寄生电流经保护信号处理系统处理后不起作 用,x?Y积分为零. 测量变压器M的输出信号x经带通滤 波器滤波后(滤掉非周期分量和高次谐波), 接后备的95定子接地保护.此保护测量 “寄生”电流,,保护动作值整定范围为1 , 10%,延时0.5s当95定子接地保护动 ? 36? 作后.发出漏电阻,检 测设备的绝缘状况,以百分数显示出来.图中 AN即为漏电阻显示器设备绝缘良好时. AN显示为0.0,当被保护回路发生固态接 地故障,AN显示为100,根据显示器AN 显示的数字可判断设备的绝缘状况.漏电阻 的报警值整定范围为5,55.延时0.5, 5s;跳闸值整定范围为55,100,延时 0.5,5s|. 监视器肘..监视积分器的输出信号.监 视变压器是否有x信号输出.如果没有信号 输出.则报警灯一fJ一亮,表明发电机接地回 路开路,或者是保护的测量回路断线.监视器 监视加在注入变压器的注入信号,若注入 回路有问题,报警灯一fJ一亮. 3保护运行情况分析 华能岳阳电厂1991年投产的两台 360Mw的发电机组(GEC设备),采用 GIXl04型100定子接地保护.自投运以 来,发生了保护装置故障,设备接地故障等问 题,下面分析介绍保护运行和问题处理情况. 3.1保护回路接线错误导致保护烧损 1991年8月5日在1号发电机72h试 运行期间,l号发电机的定子接地保护装置 着火.发现及时,将该保护退出运行.才不致 于跳机.1号机试运行得以继续进行.经检 查,保护装置的监视变压器T114被烧坏,可 控开关Tl,T2被击穿,保护装置不能工作. 事故原因是发电机接地变压器和l00 定子接地保护装置分别为GEC公司和ABB 公司的设备,发电机接地变二次接线和定子 保护的接线分别由GEC和ABB公司设计, 两个公司的设计图接线不一致,造成保护接 地线错误 图3为华能岳阳电厂L00定子接地保 护原理接线(ABB公司设计),接地变二次侧 串接二个电阻,R一0.0669n,时测量的保护注入变有关电压值及其设 计 值,因注入变二次并接的电阻值增大,使注入 变输出端电压U:的电压降增大(发电机 中性点电压的二次压降).宴测值为597V. 设计值为258V,宴测值比设计值大一倍 多;注入变输出至监视变压器T1]4的电压 U…一23.3V,而设计值为l0V,监视变长 时间承受过电压,温度高,以至烧坏,注入输 出至可控开关T1,T2的电压为989V,而设 计值为440V,实际值比设计值大一倍多,导 致可控开关Tl,T2被击穿. 表1往入变压器的输入,输出电压值 将l00定子接地保护注入变压器与发 电机接地变压器二次电阻的接线按图的要求 改正后.注入变压器的输入,输出信号都正 常.更换一台新的l0o定子接地保护装置, 工作正常 3.2发电机出口VT接地故障 1991年5月15日,1号发电机试运行 时,其l8kV出口VT柜内AVR用A相 VT隔离刀闸传动杆爆裂,对地放电,1号发 电机的100定子接地保护正确动作.跳l 号机组.隔离刀闸传动杆的绝缘棒是胶木棒 制成的,胶木棒材质不好,绝缘性能差,运行 中对地放电.事故后检查发现12个VT隔离 刀闸传动杆中有9个爆裂,另外3个也有轻 ? 38? 微变形.1号,2号机VT的所有隔离刀闸传 动杆的绝缘棒都被更换. 3.3厂用高压变压器高压侧母线接地故障 l994年4月20日,因2号机厂高变高 压侧母线封闭不严.A,C相套管内积水封 母对地放电,2号发电机的100定子接地保 护和950,,定子接地保护都正确动作,跳2号 发电机.发现问题及时,避免了设备的损坏, 检查发电机的绝缘只有30kft 34保护装置受注人电源波形的影响 l994年9月至12月之间,2号发电机 100定子接地保护装置的漏电阻显示器 AN多次出现报警.显示值在3,25之间 变化,而发电机等一次设备绝缘良好,校验 100定子接地保护装置也未发现问题.固定 子保护长时间报警,为了设备安全,2号发电 机曾降负荷运行.测量保护注入电源的波形. 发现有点畸变,且波形畸变无规律.保护报警 值随着注入电源的波形变化,电源波形畸变 大时.报警值大,电源波形畸变小时,报警值 也小,更换挂入电源,其波形无畸变时,定子 保护也就无报警显示可以判断因保护注入 电源含有谐波分量,造成定子保护误报警图 4为漏电阻显示为14时的注入电源的波 形 图5为漏电阻显示为l4时测量的保 护装置的x,Y和x?Y信号的波形,受注入 电源选通控制器的控制,参考电压Y与加至 注入变压器的电压同步选通,也是间断的波 形.因注入电源波形畸变,Y信号的波形也有 些畸变.由于注入电压u.含有高次谐波分 量.使发电机的电容电流J.有任意的相位, 电阻R上的压降x也有任意的相位测量 波形表明,注入电源波形变化,x的波形也变 化.显示的漏电阻报警值也变化.注入电源没 有畸变时,x信号是连续而不规则的波形;随 着注入电源波形畸变的增大.x的信号逐渐 变成问断的规则波形,且相位与Y的相位趋 (下转42页) 中的需要. 4结语 华中电网水电比重较大.在发挥水库群 补偿调度和水火电相互补偿效益方面还有潜 力可挖+通过加强运行调度管理,进一步改进 考核管理办法,调动各省和电厂的积极性.可 进一步提高电网的综合经济效益和社会效 益. 参考文献 1董希文.电力企业管理.北京.水利电力出版社, l988 2吴忡瑚.电力工业改革的探索.能源出版社.1988 [作者简介] 杨立常男高最工程师现从事电网水电运 行调度菅理工作 (收稿日期:l997—0l一14) (上接38页) 于一致,X?Y积分不为零,漏电阻显示器的 显示值变大 V 80 60 40 20 0 — 20 — 40 — 6O 一 80 图4注入电源披形 _/\x谴形 \门谴 八八/1? 图5100定子接地保护实测波形 4结论 4.1GIX104型发电机100定,转子接地 故障保护利用注入电压式原理,是一种新颖 的保护装置,该保护装置在保护区间内有相 同的灵敏度,无保护死区.保护装置能实时监 测发电机的绝缘状况+显示一次设备漏电阻 的百分数.保护装置还具有自检功能.有利于 查找保护装置故障. ?42? 4.2华能岳阳电厂l号发电机的GIX104 型100定子接地故障保护装置在l号机试 运行期间被烧坏+原因是保护装置与发电机 一 次设备的设计,制造厂家不同+发电机接地 变二次接线与100定子接地保护的接线设 计不一致,设备出厂(由GEC配套提供)时将 发电机接地变二次侧电阻与保护注入变的连 线接错,保护装置承受过电压.在新建电厂, 尤其是购买不同厂家的设备时,要注意配套 设计是否一致的问题. 4.3华能岳阳电厂l号发电机出口vT故 障接地及2号机厂高变高压侧母线闪烙接 地,l,2号发电机的100定子接地保护都正 确动作,切除故障,说明GIX104型10o%定 子接地保护运行可靠. 4.4GIX104型定子接地保护装置存在误 报警问题,当注入电源含有谐波分量时,保护 装置就有漏电阻报警显示,注入电源波形畸 变越大,显示的漏电阻值就越大.保护装置误 报警影响设备的安全运行,需要改进,增加对 注入电源的滤波功能,滤掉高次谐波. 参考文献 l瑞士ABB公司.100StaorandRotorEathFauIt ProtecionforLargeGneratorsTypeGIX104. 2史世文编.大机组继电保护.水利电力出版杜. 1987 (作者简介] 伍扯皿男电气专工高赶工程师 杨菊元士工程师414002 (收稿日期:1996—12—02)