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变电站主设备继电保护存在问题及对策 　　摘要：本文着重阐述了变压器差动保护、发电机复合电压闭锁过流保护、零序电压式定子接地保护以及频率异常保护存在的问题。并提出了相应的对策。 　　关键词：主设备；继电保护；复压闭锁过流保护；定予接地保护；频率保护 　　中图分类号：TM411+.4文献标识码：A 　　1 变压器纵差保护 　　变压器纵差保护是变压器内部短路故障的主保护，其构成逻辑包含3部分：具有比例制动特性的差动元件；涌流闭锁元件；差动速断元件。单相差动保护逻辑示意图如图1所示。 　　图1 变压器差动保护(单相)逻辑示意图 　　在变压器纵差保护中，设置涌流闭锁元件的目的是为了躲过励磁涌流。涌流闭锁元件的作用是根据变压器励磁涌流的特点识别励磁涌流，从而判断差流回路的差流是由变压器内部故障产生的还是由变压器的励磁涌流产生的。若差流是励磁涌流产生的，便将差动元件出口闭锁。否则开放差动元件出口。 　　变压器纵差保护采用涌流闭锁的缺点是：当变压器内部发生严重故障．差动电流互感器饱和时，其二次电流(即差动元件的差流)具有变压器励磁涌流的某些特点，易被涌流判别元件误识别成励磁涌流，将差动元件闭锁，从而使差动保护拒动或延时动作，严重损坏变压器。 　　为此．在差动保护中设置不受涌流闭锁的差动速断元件．以确保保护在变压器内部发生严重故障时，快速切除变压器。为了能躲过变压器的励磁涌流，差动速断元件的动作电流很大，通常为变压器额定电流的6～8倍。差动速断元件有动作延时，一般为10～25 ms。 　　分析表明，当变压器内部严重故障时，如果电流互感器饱和严重，饱和电流互感器一次电流和二次电流如图2所示。 　　图2 严重饱和时电流互感器电流波形 　　由图2可以看出：饱和电流互感器虽然一次电流波形为正弦波，但二次电流却为间断波。二次电流的有效值大幅减小。因此，当变压器内部严重故障时，如果电流互感器饱和，由于其二次电流大幅减小，而差动速断元件的动作电流很大。此时的差流可能小于差动速断的动作电流。差动保护会拒动。为防止差动元件拒动，应采取以下措施： 　　a．在整定计算时，应根据变压器容量、结构、特点及距电源的远近，在能可靠躲过励磁涌流的前提下，尽量减小差动速断元件的动作电流。 　　b．采用同步识别原理，对差动速断元件加动作记忆延时。 　　在故障瞬间。电流互感器不会立即饱和．通常延时3～4ms才饱和。根据这一特点。可采用差动速断元件动作记忆措施。当变压器内部严重故障时。 　　在变压器电压发生突变的同时。流经差动元件的差流开始很大。差动速断测量元件动作，并将动作记忆20～30ms。此时，差动速断元件逻辑构成如图3所示(图中，Idzh为差动速断元件动作电流；△U为变压器电压工频变化量：t为记忆延时)。 　　图3 改进后差动速断元件逻辑构成示意图 　　2 自并励发电机复压闭锁过流保护 　　所谓自并励式发电机,是指发电机的转子电流(励磁电流)由发电机定子回路提供。自并励发电机励磁系统接线示意图如图４所示(图中，TP为励磁变压器，ipb为励磁电流)。由图４可以看出，发电机正常运行时，其励磁电流由接在发电机机端的励磁变压器作为励磁电源提供，即变压器二次侧电流经晶闸管整流系统变成直流，为发电机转子绕组提供励磁电流。 　　发电机的复压闭锁过电流保护，既作为发电机相间短路的故障后备保护，又作为相邻线路的相间短路的后备保护，因此其动作时间较长。 　　由于发电机复合电压闭锁过流保护的动作延时较长，因此。对于自并励式发电机，为防止机端三相短路时。过电流元件先动作(故障瞬间)，然后由于励磁变电压为零而失去励磁电压，励磁衰减而后返回(因转子电流衰减)，致使该保护拒动，故在电流元件动作后记忆一定时间t2(如t2t1)，以确保该保护可靠动作。 　　运行实践表明：对于与系统联系阻抗较大的发电机特别是水轮发电机，当与系统连接的某一条线路故障而被切除之后．由于发电机的频率及三相电压的升高，复压闭锁过流保护经常误动。通过测量及分析，下文说明保护误动的原因。复合电压中负序电压的动作整定值．是按在相邻线路末端两相短路有灵敏度(即灵敏度系数≥1.3)来整定的。其动作值通常较小(二次动作电压一般为6～8V)。 　　当发电机变压器组与系统连接线路上故障时，发电机复合电压闭锁过流保护中的电流元件动作并瞬时记忆住动作状态。此后，线路主保护动作，切除线路。在输电线路被切除后，由于发电机功率过剩将使其频率升高。同时三相电压有不同程度升高，三相不对称度增加。频率的升高及三相不对称度增大，造成负序电压元件测出的负序电压增大，致使其动作。 　　此时，由于过电流元件在动作状态，而负序电压元件也动作，保护经延时t1，后动作，切除发电机。 　　为解决以上问题，现提出以下对策：对复合电压