300MW机组脱硫增压风机差动保护误动分析

时间：2016-04-18 09:45

来源：德创环保

作者：郭学锋

增压风机作为火电厂脱硫区域重要设备，在二次回路设计中存在一些问题，造成差动保护误动。由于校核互感器极限误差(10%)工作量很大，文中对误动原因进行了探讨，并提出了一种新的解决方法，可供设计、调试人员参考。

引言

华能集团某电厂脱硫岛#2机组增压风机电机功率为2700KW，电压6KV，差动保护互感器参数400/5 5P20 30VA。试运期间，脱硫增压风机差动保护躲不过启动电流，提高整定值也无效，对保护装置本身的调试质量和二次回路接线及差动极性正确性进行检查无误。增压风机保护装置安装在6kV柜内，中性点电缆较长，约250 m，电阻2.3欧姆，负载已超过CT二次绕组容量，导致电流数值误差较大，是引起差动保护误动作的主要原因。

1存在问题研究及测试分析

1.1CT二次绕组过载的确定

增压风机启动过程中，录波图形见图1-1：

1L1 柜内A相电流、1L2 柜内B相电流、1L3 柜内C相电流、2L1 中性点A相电流、2L2 中性点B相电流、2L3 中性点C相电流

从录波电流图形中可以看出，启动过程中，中性点侧A相、C相电流畸变，可以判断中性点侧A相、C相互感器二次绕组负载过大，造成互感器饱和，引起电流波形畸变。

1.2CT二次绕组容量的计算

CT二次绕组容量的选择与变比和准确限值有关。根据DL/T 866 《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》中 P类电流互感器性能验算：

1、电流互感器的额定准确限值一次电流Ipal应大于保护校验故障电流Ipcf。增压风机额定电流306A，启动电流倍数6.5倍。

(306×6.5)/20=99.5A，选100A

按此方法结果看，设计选用400/5的互感器满足使用要求。但此工程中性点侧互感器距离开关柜远，额定二次电流选用5A。因此，再按额定二次极限电动势进行较精确验算。

2、按额定二次极限电动式验算

A)P类电流互感器的额定二次极限电动势(Es1)为

Es1=Kalf×Isn×(Rct+Rbn)=20×5×(4.1+1.2)=530V

式中：Kalf--准确限值系数，取20倍

Isn--额定二次电流，取5A

Rct--电流互感器二次绕组电阻，4.1Ω

Rbn--电流互感器额定二次负荷，1.2Ω

B)继电保护动作性能校验要求的二次感应电动势(Es)为

Es=K×Kpcf×Isn×(Rct+Rb)=20×1×5×(4.1+2.3)=640V

式中：Kpcf--保护校验系数，取20倍，与准确限值系数相同

K --给定暂态系数，取1

Isn--额定二次电流，取1A

Rct--电流互感器二次绕组电阻，4.1Ω

Rb--电流互感器实际二次负荷，2.3Ω

C)电流互感器的额定二次极限电动势应大于保护校验要求的二次感应电动势，即：

要求Es1≥Es 但是计算结果530V≤640V

所以选择的互感器不能躲过启动电流。

1.3对增压风机CT二次连接线增大有效截面后的误差计算

将增压中性点CT二次连接线增大有效截面后实测出的二次负载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，再次启动增压风机，启动过程中差动保护没有发生误动作。

2CT的电流数值误差对差动保护的影响及解决方法

从上述计算可知，原二次连接线实测的二次负载为2.3Ω时，电流互感器饱和，二次电流畸变，与柜内电流互感器二次侧波形不一致，产生较大的不平衡电流，致使差动保护误动作。

解决方法：鉴于这种现象，由于中性点互感器二次电流长，增大电缆截面不经济，后续机组全部更换二次电流为1A的互感器。

3结论

由于增压风机中性点电缆较长、芯截面过小，使二次回路连接线阻抗较大，超出互感器二次允许负载，在增压风机启动瞬间启动电流较大，造成中性点侧互感器深度饱和，引起差动保护回路严重不平衡，致使差动保护误动作。根据现场实际情况#2机采用加大互感器二次电缆截面的做法，后续机组全部更换二次电流为1A的互感器。实践证明，没有发生过启动过程中差动保护误动现象。

编辑：张伟