300MW機組脫硫增壓風機差動保護誤動分析
2016-02-03 10:01:46
作者：郭學鋒
摘 要：增壓風機作為火電廠脫硫區域重要設備，在二次回路設計中存在一些問題，造成差動保護誤動。由于校核互感器極限誤差（10%）工作量很大，文中對誤動原因進行了探討，并提出了一種新的解決方法，可供設計、調試人員參考。
關鍵詞：增壓風機，差動保護，誤動分析，解決方法
引言
華能集團某電廠脫硫島#2機組增壓風機電機功率為2700KW，電壓6KV，差動保護互感器參數400/5 5P20 30VA。試運期間，脫硫增壓風機差動保護躲不過啟動電流，提高整定值也無效，對保護裝置本身的調試質量和二次回路接線及差動極性正確性進行檢查無誤。增壓風機保護裝置安裝在6kV柜內，中性點電纜較長，約250 m，電阻2.3歐姆，負載已超過CT二次繞組容量，導致電流數值誤差較大，是引起差動保護誤動作的主要原因。
1 存在問題研究及測試分析
1.1CT二次繞組過載的確定
增壓風機啟動過程中，錄波圖形見圖1-1： 
圖1-1
1L1 柜內A相電流、1L2 柜內B相電流、1L3 柜內C相電流、2L1 中性點A相電流、2L2 中性點B相電流、2L3 中性點C相電流
從錄波電流圖形中可以看出，啟動過程中，中性點側A相、C相電流畸變，可以判斷中性點側A相、C相互感器二次繞組負載過大，造成互感器飽和，引起電流波形畸變。
1.2CT二次繞組容量的計算
CT二次繞組容量的選擇與變比和準確限值有關。根據DL/T866 《電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則》中 P類電流互感器性能驗算：
1、電流互感器的額定準確限值一次電流Ipal應大于保護校驗故障電流Ipcf。增壓風機額定電流306A，啟動電流倍數6.5倍。
（306×6.5）/20=99.5A，選100A
按此方法結果看，設計選用400/5的互感器滿足使用要求。但此工程中性點側互感器距離開關柜遠，額定二次電流選用5A。因此，再按額定二次極限電動勢進行較精確驗算。
2、按額定二次極限電動式驗算
A）P類電流互感器的額定二次極限電動勢（Es1）為
Es1=Kalf×Isn×（Rct+Rbn）=20×5×（4.1+1.2）=530V
式中：Kalf--準確限值系數，取20倍
Isn--額定二次電流，取5A
Rct--電流互感器二次繞組電阻，4.1Ω
Rbn--電流互感器額定二次負荷，1.2Ω
B）繼電保護動作性能校驗要求的二次感應電動勢（Es）為
Es=K×Kpcf×Isn×（Rct+Rb）=20×1×5×（4.1+2.3）=640V
式中：Kpcf--保護校驗系數，取20倍，與準確限值系數相同
K --給定暫態系數，取1
Isn--額定二次電流，取1A
Rct--電流互感器二次繞組電阻，4.1Ω
Rb--電流互感器實際二次負荷，2.3Ω
C）電流互感器的額定二次極限電動勢應大于保護校驗要求的二次感應電動勢，即：
要求Es1≥Es 但是計算結果530V≤640V
所以選擇的互感器不能躲過啟動電流。
1.3 對增壓風機CT二次連接線增大有效截面后的誤差計算
將增壓中性點CT二次連接線增大有效截面后實測出的二次負載0.77 Ω
Es=K×Kpcf×Isn×（Rct+Rb）=20×1×5×（4.1+0.77）=487V
530V≥487V合格
在整改后，再次啟動增壓風機，啟動過程中差動保護沒有發生誤動作。
2CT的電流數值誤差對差動保護的影響及解決方法
從上述計算可知，原二次連接線實測的二次負載為2.3Ω時，電流互感器飽和，二次電流畸變，與柜內電流互感器二次側波形不一致，產生較大的不平衡電流，致使差動保護誤動作。
解決方法：鑒于這種現象，由于中性點互感器二次電流長，增大電纜截面不經濟，后續機組全部更換二次電流為1A的互感器。
3 結論
由于增壓風機中性點電纜較長、芯截面過小，使二次回路連接線阻抗較大，超出互感器二次允許負載，在增壓風機啟動瞬間啟動電流較大，造成中性點側互感器深度飽和，引起差動保護回路嚴重不平衡，致使差動保護誤動作。根據現場實際情況#2機采用加大互感器二次電纜截面的做法，后續機組全部更換二次電流為1A的互感器。實踐證明，沒有發生過啟動過程中差動保護誤動現象。