发电机纵联差动保护不正常动作实例分析

发电机纵联差动保护不正常动作实例分析（王文军 贺志雄）

表1-表4

摘 要 通过对在实际工作中遇到的两次发电机纵裴差动保护不正常动作实例进行分析，提供一些处理问题的方法，供参考。对晶体管继电保护和微机继电保护的应用进行了简单的对比，体现出微机保护在实际应用中的优越性。

关键词 发电机 纵差保护 实例分析

纵联差动保护是发电机的主保护，随着晶体管及微机保护继电器的采用，差动保护的灵敏度得到了极大的提高，但是由于接线错误或设备配置不当，经常会造成保护误动，影响发电机的正常运行，造成差动保护误动作的原因主要有：外部短路时的不平衡电流；电流互感器二次回路断线；接线不正确或设备配置不当。

笔者常年从事小水电站继电保护试验工作，现将工作中遇到的两次发电机差动保护不正常动作情况进行分析，以供参考。

一、大松树水电站实例分析

2000年10月，大松树电站3#发电机在并网时差动保护动作跳闸，笔者赶到现场，询问了详细情况，得知发电机在并网时很正常，合闸时没有冲击，在提升负荷的过程中差动保护动作跳闸。为慎重起见，首先对发电机及差动保护范围内的设备进行了检查试验，发现一切正常，由此可确认此次动作是误动作。3#机进行技术改造后，投入运行不长时间，容量500kW，电压6．3kV，额定电流57．2A，选用的差动保护是阿城厂生产的LCD-1 A型发电机差动继电器。

首先对继电器进行了试验，三相差动动作电流分别是：A相1．2A，B相1．5A，C相1．2A，制动系数及闭锁角等其它项目均合格。然后对保护定值进行核算，此保护的定值按发电机额定电流的0．3～0．5倍整定，符合要求，且两侧电流互感器的配置合格，由此可排除继电器不正常动作的可能性，则必定是保护回路的接线出了问题。

该保护是经过了一段时间的运行后才出现问题的，如果是交流回路极性接反的问题，那么一开始就无法投运，于是首先对保护的直流回路进行了彻底检查，发现保护出口联片接触不良，也许是一开始没有接触上，后来受到了震动才接触上的，那么就是说，前一阶段的运行，差动保护根本就没有投入，保护联片受震动接通后，差动保护就动作跳闸了。差流是哪里来的呢?于是对二次交流回路进行检查，发现保护盘后B相差动继电器的极性接反，这样看来问题似乎已经明朗，为了节省时间，电站要求将接线改正后并网试运。

并网过程正常，负荷缓慢增加，当升至约额定容量的20％时，差动保护动作，再次跳闸，这说明回路中还有问题存在。保护动作时，经折算保护回路中的电流为0．6A，如还有极性接反的情况，则经叠加后，流经继电器的电流为1．2A，正好是继电器的动作电流，于是再一次对整个二次回路进行检查，发现整个二次回路的极性在电流互感器的二次端子处全部接反，经改正后，发电机并网运行完全正常。

晶体管保护继电器目前还广泛应用于小水电站，与微机保护相比，它无法记录故障发生时的各种数据，难以实现在线监测，在分析处理故障时有一定难度。

二、北江电站实例分析 1．动作过程

(1)2003年7月4日，北江电站5#、6#发电机带满负荷(4000kW×2)经联网线路6912开关联网运行，17点41分，不明原因联网线路6912

开关，5#、6#发电机纵差动保护动作跳闸。经查，事故系北郊变电所北水线遭雷击所致(线路距离保护一段过电流保护动作跳闸)。

(2)在正常停机或启机的时候，发电机差动保护报警信号经常出现(停机时比例大)。

2．检验结果

2003年8月18月受北江电站委托，白山市水电试验所对此进行了检验，检验结果如下：

北江电站5#、6#发电机纵差动保护是按环流法、为防御发电机定子绕组及其引出线的相间短路而装设，保护装置是许昌继电器厂生产的微机保护。其动作原理是基于比较被保护元件始端和末端的电流。如果忽略被保护设备的泄漏电流和电容电流，则在外部故障和正常运行时，被保护元件始端和末端的电流是相等的，如果使保护两端的电流互感器特性相同，则二次电流I2Ⅰ和I2Ⅱ的相位一致、大小相等。

继电器的电流取决于两电流之差： iJ=IⅠ-i2Ⅱ=0

因此保护不反应外部短路。

北江电站5#、6#发电机纵差动保护动作跳闸，经检查动作报告发现微机保护动作正常，差动回路中有大于保护动作值的不平衡电流产生。 经现场检验发现，两台发电机差动保护两侧的电流互感器型号不同，中性点侧为长春产LDZDBJ2-10型：出口侧为大连产LZZBJ2-10A1型。 经现场对两侧不同型号的电流互感器励磁特性进行测试，两种不同型号的电流互感器励磁特性相差悬殊。

(1)5F中性点侧电流互感器检验，见表1和表2。 (2)5F出口电流互感器检验，见表3和表4。 (3)6F中性点电流互感器检验，见表5和表6。 (4)6F出口电流互感器检验，见表7和表8。 3．结论

(1)北江电站5#、6#发电机纵差动保护动作跳闸，是由于发电机差动保护两侧的电流互感器型号不同，即按照10％误差特性所允许的负荷和一次电流倍数不相同，使得在外部短路时，饱和点不一样，即一侧互

感器饱和，一侧互感器不饱和，使互感器误差加大，所产生的不平衡电流大为增加。特别是在外部短路的第一个周期，不平衡电流达到最大值，至动作值或大于动作值时，保护动作跳闸。

(2)正因为发电机差动保护两侧的电流互感器型号不同，励磁特性相差悬殊，正常运行时差动回路存在一定数值的不平衡电流，当停机或启机操作时电流速率最大，瞬间产生励磁涌流，达到保护动作值，故此信号出现。

建议按10％误差特性选择同型号、同变比的电流互感器。更换后，发电机纵联差动保护恢复正常。

三、结束语

通过对以上两次发电机纵联差动保护不正常动作的故障处理发现，微机保护在分析故障原因的处理上要比其它形式的保护方便得多，因为它能记录故障发生时的各种数据，为我们处理问题提供依据，所以在今后的保护选型上，有条件的应尽可能采用微机保护。

作者单位：吉林省白山市地方水电管理站

表5-表8