一起大型机组逆功率保护动作

崔敏　梁爽　洪瑜　黄强

（许继电气股份有限公司，河南　许昌　461000）

一起大型机组逆功率保护动作

崔敏梁爽洪瑜黄强

（许继电气股份有限公司，河南许昌461000）

本文介绍某大型机组在升压启动试验中逆功率保护t1发信号。通过对该事件进行分析，结合保护录波数据对该保护的计算方法进行推导，提出采用2相CT测量功率的改进算法，此算法对功率保护的应用有一定的借鉴意义。

发电机；逆功率保护；直流偏磁

逆功率保护作为发电机出现有功功率倒送，发电机变为电动机运行异常工况时的保护。当逆功率达到一定值时，发电机的逆功率保护动作，可动作于发信号或动作于跳闸［1，2］。

1　保护动作情况及相关参数

1.1事故简介

机组在升压启动试验过程中发电机逆功率保护t1动作，发逆功率保护动作信号。

1.2逆功率保护动作报告

机端UCA，97.76∠161V；机端ICA，0.097∠43A；有功功率-4.59W。

1.3逆功率保护定值

动作功率3.50W，t1延时3s，t2延时5s。

1.4逆功率保护原理

逆功率保护反应发电机从系统吸收有功功率的大小。电压取自发电机机端TV，电流取自发电机机端TA。保护按A、C相电流2相接线，有功功率计算公式为：

式（1），中φCA为电压UCA超前电流ICA的角度。

动作判据为：P+Pset＜0（2）

式（2）中，Pset为逆功率保护动作整定值。

保护设有2段延时，短延时t1用于发信号，长延时t2可用于跳闸。

2　故障录波分析

2.1机组故障录波分析

机组故障录波：机端电压、电流波形的数据，如图1所示。

图1　机组故障录波图

从图1中可以看出，机端电压处于对称状态，机端电流类似变压器空投励磁涌流波形，波形偏向时间轴一侧，并且有间断角，A相电流相对比较小（0.019A），B、C相电流相对比较大（0.09A），三相电流不对称。在发电机机端断路器合上，加励磁升压时，现场用户反应试验过程中，主变回路存在直流偏磁分量，这个直流偏磁分量容易造成主变磁通饱和，造成主变励磁电流增大，即出现录波所示的机端三相电流。

政府部门宜进一步推动对“河长制”相关信息公开建设的规范化工作的落实，加大“河长制”信息建设投入，尽快理清河流水系对应的行政区划和上下级河长。同时，规划制度实施目标、时间进度、完成指标等必要信息在政府政务信息公开门户上的定期定时公开，保证社会公众对制度实施相关情况的知情与监督，确保“河长制”工作的更加有效的开展。

由于逆功率保护对测量回路精度有很高的要求，因此逆功率保护在保护装置测量回路中专门设置高精度测量电流互感器。

逆功率保护一般采用3相电压、电流计算，有功功率的计算公式为：

式（3）中，φA为电压UA超前电流IA的角度，φB为电压UB超前电流IB的角度，φC为电压UC超前电流IC的角度。

采用公式（3）计算此录波数据的功率大小如图2所示（瞬时值）。

图2　采用公式（3）计算的功率

图2中A相有功功率大小基本为0；B相有功功率大于0；C相有功功率小于0，其绝对值小于B相有功功率；三相功率为A相、B相、C相的有功功率之和，从图2中可以看出总的有功功率是大于0。

由于现场该发电机逆功率保护采用2相电流计算，计算公式为式（1）。采用公式（1）计算的有功功率大小如图3所示，可以看出公式（1）计算的功率值为负功率。

图3　采用公式（1）计算的功率

在对称情况下，采用公式（1）计算的功率三相有功功率与公式（3）相同，但当三相电流、电压不对称时，采用公式（1）计算的有功功率会有比较大的误差，甚至出现负功率。正是由于这个原因导致在机组启动过程，主变出现直流偏磁情况，变压器励磁电流增大，机端三相电流不对称，容易导致逆功率保护启动或动作。

通过上述分析，综述如下：正常对称情况下，公式（1）与公式（3）计算的有功功率一致；机组启动过程，主变出现直流偏磁情况，变压器励磁电流增大，机端三相电流类似励磁涌流波形，该波形不对称，且存在比较大的间断角，由于波形的不完整易导致计算出负功率，如图2中C相功率。由于励磁电流的波形、量值大小和间断角受多种因素影响，各相功率都有出现负功率的可能。在机端电流或电压不对称情况下，采用公式（1）计算的有功功率相对公式（3）计算的有功功率会出现比较大的误差，甚至出现负功率。

3　解决措施

在2相测量CT的情况下，优化有功功率计算公式。将有功功率计算公式由式（1）改为

推到如下：

可见公式（4）与公式（3）是完全等价的。

4　结论与建议

根据上述分析，逆功率保护在2相CT的情况下，功率计算采用公式（1）时，在某些特殊工况下，计算会有较大误差。采用公式（4）时，根据理论推导和仿真计算，保护性能和公式（3）一致，完全满足发电机逆功率保护的性能要求。实际工程应用中，2相CT测量功率的应用比较常见，希望此算法对工程应用有一定的借鉴作用。

［1］王维俭.电气主设备继电保护原理与应用［M］.北京：中国电力出版社出版，2002.

［2］GB/T 14285-2006.继电保护和安全自动装置技术规程［S］.

A Reverse Power Protection Action of a Large Generator

Cui MinLiang ShuangHong YuHuang Qiang
（XJ Electric.Co.Ltd.，Xuchang Henan 461000）

This paper described that the reverse power protection emerged a signal through t1 of a large generator in booster step-up starting test.Through the analysis of the event，the calculation method of the protection was deduced based on the protection of the recorded data，and an improved algorithm of measuring power of two phase CT was proposed.This algorithm could be used for the application of power protection.

generator；reverse power protection；DC magnetic bias

TM31

A

1003-5168（2016）06-0130-02

2016-05-08

崔敏（1988-），男，本科，助理工程师，研究方向：发变组保护的设计及研发。