1.引言在電力系統(tǒng)中，干式變壓器除了差動(dòng)保護(hù)和氣體保護(hù)外，一般還配有復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)，廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠的變電站和升壓站，效果良好。在發(fā)電機(jī)保護(hù)中，除差動(dòng)主保護(hù)外，通常還提供復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)。電站設(shè)計(jì)人員經(jīng)常將復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)應(yīng)用于發(fā)電機(jī)保護(hù)。我發(fā)現(xiàn)這一套保護(hù)在處理某水電站事故時(shí)會(huì)失靈。[圖1水電廠主接線圖]如上圖1所示，圖1是水電廠的主接線。主變壓器高壓側(cè)為35kV干式變壓器組接線，低壓側(cè)為6.3kV單母線配置，4臺(tái)2000kW發(fā)電機(jī)。輔助電源由6.3千伏輔助變壓器提供，6.3千伏母線配有電壓互感器組。事故過(guò)程如下：35kV出線發(fā)生線路故障時(shí)，主變(線路)高壓側(cè)開關(guān)跳閘后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間(發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)時(shí)間固定)，發(fā)電機(jī)相繼跳閘，造成全廠電壓損失，事故擴(kuò)大。原因是復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)中負(fù)序電壓繼電器誤動(dòng)作。將該套保護(hù)改為低壓過(guò)流保護(hù)后，保護(hù)動(dòng)作正確，全廠無(wú)失壓事故，其二次電路圖如圖2所示。[圖2二次電路圖]二次回路分析如下：線路故障時(shí)，如果三相對(duì)稱故障，低壓繼電器動(dòng)作，F(xiàn)ZJ勵(lì)磁；當(dāng)發(fā)電機(jī)故障電流足夠大時(shí)，SJ復(fù)合電壓過(guò)流時(shí)間繼電器勵(lì)磁，這套保護(hù)啟動(dòng)。當(dāng)三相不對(duì)稱故障發(fā)生時(shí)，負(fù)序電壓繼電器開始切斷低壓繼電器的電壓回路，使FZJ動(dòng)作。當(dāng)發(fā)電機(jī)故障電流大于過(guò)流整定值時(shí)，SJ勵(lì)磁，整套保護(hù)開始勵(lì)磁。故障消失后，6.3kV母線電壓恢復(fù)正常，然后負(fù)序繼電器恢復(fù)，低壓繼電器恢復(fù)，整套保護(hù)未出口。如果線路是永久性事故，那么主變壓器開關(guān)(線路)就會(huì)跳閘，6.3kV母線電壓恢復(fù)，發(fā)電機(jī)電流恢復(fù)到相對(duì)較小的電流。但由于發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速上升，負(fù)序電壓繼電器無(wú)法返回，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)開關(guān)跳閘，事故將延伸至全廠停電。以下分析負(fù)序電壓繼電器誤動(dòng)作的原因。[圖3原理矢量圖]

目前負(fù)序電壓的采樣方法有兩種。較好種是傳統(tǒng)的電阻電容采樣方法，其原理圖和矢量圖如圖3所示。當(dāng)，和為正序相量時(shí)，在超前于Uab電壓的Ca和Ra電路中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)容性電流，A點(diǎn)的電壓軌跡是一個(gè)直徑為的弧。當(dāng)Ra=Xca時(shí)，a點(diǎn)的電位將取p點(diǎn)的電位，回路中還會(huì)出現(xiàn)電壓前的電流。b點(diǎn)的電壓軌跡是一個(gè)直徑為的弧。當(dāng)xcc=RC時(shí)，b點(diǎn)的電位也會(huì)在p點(diǎn)，所以a點(diǎn)和b點(diǎn)的電位差為零。當(dāng)、和為負(fù)序相量時(shí)，A點(diǎn)的電壓軌跡仍在假設(shè)直徑的圓弧上，但在P點(diǎn)的對(duì)面，B點(diǎn)的電壓軌跡也在假設(shè)直徑的圓弧上，同樣出現(xiàn)在P點(diǎn)的對(duì)面，此時(shí)A點(diǎn)和B點(diǎn)會(huì)有電位差.ra=xca，Xcc=Rc時(shí)，AB兩點(diǎn)電位差等于(負(fù)序線電壓)=(負(fù)序相電壓)。所以傳統(tǒng)的負(fù)序電壓采樣是通過(guò)測(cè)量A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)發(fā)電廠出線故障時(shí)(或線路開關(guān)跳閘后)，發(fā)電機(jī)的輸入功率并沒有立即降低(因?yàn)榘l(fā)電機(jī)有慣性，轉(zhuǎn)速不能突然變化)，而是輸出功率下降，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組以一定角度加速，使Xc值下降，A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位偏離P點(diǎn)，從而造成A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位差， 導(dǎo)致負(fù)序電壓繼電器誤動(dòng)作和發(fā)電機(jī)誤動(dòng)作，從而將出線事故擴(kuò)大到全廠損失。第二種方法是基于微機(jī)采樣技術(shù)的電壓波形數(shù)字采樣法。 它要求取三相電壓的有效值和三相電壓之間的相角差，用對(duì)稱分量法計(jì)算三相電壓的正序分量、負(fù)序分量和零序分量。基本原理如下：因此，可以通過(guò)測(cè)量UA、UB、UC的大小以及UA、UB、UC之間的相角差來(lái)計(jì)算負(fù)序電壓。電壓值的測(cè)量一般采用A/D轉(zhuǎn)換。但是，的相角差往往被，的電壓波形放大，變成方波。測(cè)量三個(gè)方波之間的上升時(shí)間間隔與同相相鄰方波之間的上升時(shí)間間隔乘以360的比值。但在單位角加速度內(nèi)三相電壓方波上升時(shí)間間隔相等的閾值下，之間的相角差，大于(或小于)，即為之間的相角差。這是因?yàn)槭噶坑?jì)算和對(duì)稱分量法都是基于慢頻率變化的閾值，也就是說(shuō)，當(dāng)角加速度(頻率變化率)接近零時(shí)，是可行的。換句話說(shuō)，在發(fā)電機(jī)母線和電網(wǎng)始終連接在一起的閾值下，負(fù)序電壓繼電器不會(huì)發(fā)生故障。從以上分析可以得出以下結(jié)論：復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)適用于頻率變化非常緩慢的電網(wǎng)，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)母線電壓頻率在電廠出口故障或出口開關(guān)跳閘后變化很大，會(huì)導(dǎo)致負(fù)序電壓繼電器失靈，因此不應(yīng)采用該保護(hù)。建議采用低壓過(guò)流保護(hù)，以減少發(fā)電機(jī)開關(guān)的誤操作。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#