1.引言在電力系統(tǒng)中，干式變壓器除了差動保護(hù)和氣體保護(hù)外，一般還配有復(fù)合電壓過流保護(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，除差動主保護(hù)外，通常還提供復(fù)合電壓過流保護(hù)。電站設(shè)計(jì)人員經(jīng)常將復(fù)合電壓過流保護(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會失靈。[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。事故過程如下：35kV出線發(fā)生線路故障時，主變(線路)高壓側(cè)開關(guān)跳閘后，經(jīng)過一段時間(發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過流保護(hù)時間固定)，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)合電壓過流保護(hù)中負(fù)序電壓繼電器誤動作。將該套保護(hù)改為低壓過流保護(hù)后，保護(hù)動作正確，全廠無失壓事故，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，如果三相對稱故障，低壓繼電器動作，F(xiàn)ZJ勵磁；當(dāng)發(fā)電機(jī)故障電流足夠大時，SJ復(fù)合電壓過流時間繼電器勵磁，這套保護(hù)啟動。當(dāng)三相不對稱故障發(fā)生時，負(fù)序電壓繼電器開始切斷低壓繼電器的電壓回路，使FZJ動作。當(dāng)發(fā)電機(jī)故障電流大于過流整定值時，SJ勵磁，整套保護(hù)開始勵磁。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)就會跳閘，6.3kV母線電壓恢復(fù)，發(fā)電機(jī)電流恢復(fù)到相對較小的電流。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，在超前于Uab電壓的Ca和Ra電路中會出現(xiàn)一個容性電流，A點(diǎn)的電壓軌跡是一個直徑為的弧。當(dāng)Ra=Xca時，a點(diǎn)的電位將取p點(diǎn)的電位，回路中還會出現(xiàn)電壓前的電流。b點(diǎn)的電壓軌跡是一個直徑為的弧。當(dāng)xcc=RC時，b點(diǎn)的電位也會在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，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)的對面，此時A點(diǎn)和B點(diǎn)會有電位差.ra=xca，Xcc=Rc時，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)序電壓采樣是通過測量A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位差來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)發(fā)電廠出線故障時(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)序電壓繼電器誤動作和發(fā)電機(jī)誤動作，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，可以通過測量UA、UB、UC的大小以及UA、UB、UC之間的相角差來計(jì)算負(fù)序電壓。電壓值的測量一般采用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。測量三個方波之間的上升時間間隔與同相相鄰方波之間的上升時間間隔乘以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)算和對稱分量法都是基于慢頻率變化的閾值，也就是說，當(dāng)角加速度(頻率變化率)接近零時，是可行的。換句話說，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)。建議采用低壓過流保護(hù)，以減少發(fā)電機(jī)開關(guān)的誤操作。 #p#分頁標(biāo)題#e#