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1、发电厂继电保护实际案例分析,继电保护专业担任着发电厂继电保护及自动装置二次回路的检修，维护任务。在日常工作中，我们会遇到各种各样的故障，故障类型五花八门，处理故障时我们每次都会遇到新问题，我想大家在实际工作中深有同感，每次消缺检修我们都能从中学到新东西，为我们扩展新的工作思路。本人水平有限，只就实际工作中遇到的几个事故案例拿出来与大家共享，希望多少能给在座的各位提供一些新的思路。,案例1：机组开机时3定子接地 报警故障处理,机组小修后发电机并网，发电机励磁系统起励后，发电机B柜报“3定子接地”。经查找故障原因为：发电机中性点电抗器与发电机中性点刀闸接线检修完毕后未恢复。检修人员恢复好中性点电抗
2、器接线，发电机并网。,故障分析,发电机实际接线方式:发电机中性点经消弧线圈接地，其中性点电压互感器引出二次电压量，做为中性点零序电压分别接至双重化配置的发变组保护柜。机端零序电压取自发电机机端PT零序二次电压。如图所示：,故障查找过程,1、首先观察定子接地保护相关的模拟量采样，发现发电机中性点三次谐波电压为零，机端零序三次谐波电压有量。大家都知道任何模拟量只要接入系统，在运行工况下不可能为零，零序电压总会有不平衡电压。检查发变组A、B柜发电机中性点三次谐波电压都为零，表明保护屏二次回路无问题，可以排除。故障点确定在发电机中性点消弧线圈处，中性点电压量没有接入发变组系统。就地检查发现中性点电抗器
3、刀闸合好，打开电抗器柜门发现发电机中性点电抗器与发电机中性点刀闸接线未接。,发电机定子接地保护原理,3W定子接地保护，取机端三次谐波电压和中性点三次谐波电压。利用机端三次谐波电压做为动作量，中性点三次谐波电压做为制动量。这样，当中性点附近发生接地故障时，能可靠动作于信号。正常运行时，机端三次谐波小于中性点三次谐波，所以保护不会误动作。而在中性点附近发生接地时，保护具有很高的灵敏度。,结论,在这个故障中，发电机中性点电抗器与发电机中性点刀闸接线未接，中性点电压量没有接入发变组系统，所以导致3W定子接地保护没有制动量，只有动作量，因此保护动作。,*学习要点*,从这个案例，我们可以看到要想判断故障，
4、必须清楚设备的工作原理，才能在最短时间内判断故障点，消除故障。即当发现三次谐波定子接地动作时，首先要清楚三次谐波定子接地保护的动作原理，什么时候应该动作。三次谐波定子接地保护都接入哪些模拟量，从哪里接入。掌握这些之后，才能迅速判断故障点所在。另外观察模拟量和开关量采样是判断故障的最基本方法，也是最直接最有效的方法。,案例2：某台机1号工业水泵启动时速断保护动作。,故障经过：运行值班人员倒闸操作启动1号工业水泵停运2号工业水泵时，1号工业水泵启动失败，A、C相速断保护（启动后定值）动作跳闸；运行值班人员再次进行设备定期切换时，1号工业水泵再次启动不成功，A相速断保护（启动后定值）动作跳闸。,故障
5、检查经过,1）工业水泵保护定值：额定电流3.5A;启动时间内速断定值36A;启动后速断定值21A；启动时间为10秒。两次跳闸均为启动后速断保护动作。 2）1号工业水泵启动失败后继保人员对1号工业水泵的二次回路和保护装置及定值进行了检查，均未发现异常，故将启动后速断定值由21A放至23A后启动正常。,3）第二次1号工业水泵启动再次失败后，继保人员采用现场波形分析仪，对1号工业水泵启动时的电流波形进行录制，根据保护装置的设备启动技术程序原理进行分析，结合1号工业泵启动时接触器频繁动作，和2号工业泵启动时的电流波形比较做出综合判断。,原因分析,1）1号工业水泵两次启动失败，启动后速断保护定值动作均为
6、1号工业泵接触器在合闸时频繁跳跃所致，保护动作正确。 2）保护装置两次动作均为启动后速断保护定值动作，该保护装置判断设备启动时间内、后的判据为一个是启动时间10秒；另一个是电流判据。电流判据判据是0.125Ie1.25 Ie实际电动机启动电流峰值1.1 Ie，启动结束。二者为或的逻辑，显然1号工业泵启动后保护动作为电流判据满足后达到定值所致。,3）进行了2号工业水泵启动时的电流录制，与1号工业水泵启动时电流波形比较，2号工业水泵启动正常，1号工业水泵启动时出现接触器跳跃所致的电流波形截断现象，第一个截断保护装置就认为启动结束，所以在后来的启动过程中就按启动后定值来保护电机，故造成保护装置启动后
7、定值动作。,保护装置内部对电动机的启动过程的判据说明如下： 判据一：时间判据 此判据是根据设定的启动时间(Tqd)来判定电动机的启动过程的，当三相采样电流的最大值大于整定额定电流(Ie)的12.5%时认为电动机开始启动，装置内部开始计时，当计时超过启动时间(Tqd)后认为启动结束；,判据二：电流判据 此判据是根据采样电流的大小来判定电动机启动过程的，当三相采样电流的最大值大于额定电流(Ie)的12.5%时认为电动机开始启动，当采样电流继续上升超过额定电流(Ie)的125%时置电动机启动正常标志，当有电动机启动正常标志后，电流再降到额定电流(Ie)的112.5%以下认为电动机启动结束；,以上两个
8、判据是分立的，是或的关系，即任何一个条件完成便认为电动机启动过程结束。 4）汇同电气点检人员就地核实，启动1号工业泵时接触器有明显的跳跃现象，由电气更换1号工业泵接触器。启动1号工业水泵正常。,知识点,正常情况下我们在做保护装置试验时，不会出现类似现象，但是在设备实际运行时会出现。保护装置试验启动时间内动作值校验需在启动时间内通入电流值，因此保护装置判启动时间内。启动时间后定值校验的方法可将电动机启动时间改小，或者持续通入小电流达到启动时间，然后再增大通入电流值，使保护动作。,经验借鉴,首先要对保护装置真正吃透，必须详细了解保护装置的内部逻辑，从逻辑和故障现象判断故障，而不能盲目的只从表面现象
9、判断故障所在。 要干好继电保护专业，只了解二次回路是不够的，必须从一次设备入手进行故障判断，了解接触器，开关，电机的工作特性，乃至发电机，变压器的运行工况，才能彻底的提高自身的技术水平。,案例3,机组一次风机变频器运行中掉闸。故障现象：机组电气光字报“一次风机变频器故障”，就地变频器报“外供电源故障“，10分钟后变频器跳闸。,故障处理,一次风机变频器跳闸后，就地检查发现控制电源并未消失，但为什么会报“外外供电源故障“告警呢？首先从报警回路查起，报警回路接点是从控制电源继电器常闭接点取得。大家都知道控制电源继电器线圈两端接入电源，当电源正常时，控制电源继电器线圈带电，常闭接点打开，信号不会发。当
10、电源消失时，控制电源继电器线圈失电，常闭接点闭合，发出报警信号。控制电源监视回路是最常见的回路，这里不再赘述。,检查电源监视继电器线圈正常，常开常闭接点也良好，接线无松动现象。当检查到控制电源小开关下口时发现两颗线松动虚接，一颗线接入变频器控制回路，另一颗线接入控制电源监视继电器，由于这两颗线粗细不一，压接在一起很难达到接线牢固，因此导致变频器控制电源继电器频繁返回，监控器频繁报“外供电源故障”，10分钟后跳闸。这是一个典型的二次回路虚接造成一次设备跳闸的故障。,知识点,首先从表面上看这个故障很小，但其带来的后果是严重的。我厂1、2、5、6、7、8号机一次风机都装设有变频器。一次风机在机组运行
11、中的特殊作用，运行中一旦一次风机跳闸，轻者造成锅炉单侧运行，降负荷；重者可能造成磨煤机的损坏和锅炉灭火，甚至造成非停的事故。从这个案例可以看出二次回路的重要性。由此养成了继电保护人员谨小慎微的工作作风，因为一旦疏忽，后果是不可想象的。,二次回路虚接是继电保护人员经常遇到的问题，如何保证二次回路接线正确，可靠，是值得我们大家共同探讨的一个话题。,电气二次回路接线规范,1、 二次回路接线应符合下列要求： 1.1 按图施工，接线正确。 1.2 导线与电气元件间采用螺栓连接、插接、焊接或压接等，均应牢固可靠。 1.3 盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。 1.4 电缆芯线和所配导线的端部均应标
12、明其回路编号，编号应正确，字迹清晰且不易脱色。 1.5 配线应整齐、清晰、美观，导线绝缘应良好，无损伤。,1.6 每个接线端子的每侧接线宜为1根，不得超过2根。对于插接式端子，不同截面的两根导线不得接在同一端子上；（接在端子排上，用短连片进行连接。）对于螺栓连接端子，当接两根导线时，中间应加平垫片。 1.7 二次回路接地应设专用螺栓，以使接地明显可靠。,1.8 盘、柜内的配线电流回路应采用电压不低于500V的铜芯绝缘导线，其截面不应小于2.5mm2；其它回路截面不应小于1.5mm2；对电子元件回路、弱电回路采用锡焊连接时，在满足载流量和电压降及有足够机械强度的情况下，可采用不小于0.5mm2截
13、面的绝缘导线。,1.9 为保证导线无损伤，配线时宜使用与导线规格相对应的剥线钳剥掉导线的绝缘。螺丝连接时，弯线方向应与螺丝前进的方向一致。线路标号常采用异型管，用英文打字机打上字再烘烤，或采用烫号机烫号。这样字迹清晰工整，不易脱色。或采用编号笔用编号剂书写，效果也较好。,2、 用于连接门上的电器、控制台板等可动部位的导线尚应符合下列要求： 2.1 应采用多股软导线，敷设长度应有适当裕度。为保证导线不松散，多股导线不仅应端部绞紧，还应加终端附件或搪锡。 2.2 线束应有外套塑料管等加强绝缘层。 2.3 与电器连接时，端部应绞紧，并应加终端附件或搪锡，不得松散、断股。 2.4 在可动部位两端应用卡
14、子固定。,3、 引入盘、柜内的电缆及其芯线应符合下列要求： 3.1 引入盘、柜的电缆应排列整齐，编号清晰，避免交叉，并应固定牢固，不得使所接的端子排受到机械应力。 3.2 铠装电缆在进入盘、柜后，应将钢带切断，切断处的端部应扎紧，并应将钢带接地。 3.3 使用于静态保护、控制等逻辑回路的控制电缆，应采用屏蔽电缆。其屏蔽层应按设计要求的接地方式接地。 3.4 橡胶绝缘的芯线应外套绝缘管保护。,3.5 盘、柜内的电缆芯线，应按垂直或水平有规律地配置，不得任意歪斜交叉连接。备用芯长度应留有适当余量。 3.6 强、弱电回路不应使用同一根电缆，并应分别成束分开排列。 3.7 直流回路中具有水银接点的电器
15、，电源正极应接到水银侧接点的一端，以利灭弧。 3.8 在油污环境，应采用耐油的绝缘导线。在日光直射环境，橡胶或塑料绝缘导线应采取防护措施常采用电缆穿蛇皮管或其它金属管的保护措施,以上是关于二次回路接线一些规范。在实际工作中，我们应将这些规范应用于每一个细节，才能够杜绝由于二次线虚接引起的继电保护故障。,案例4：厂用系统开关运行中跳闸 如何处理,开关跳闸的方式有： 开关正常跳闸（就地跳闸，DCS跳闸）， 电动机有事故按钮跳闸， 低电压保护 ， 连锁跳闸， FC开关回路有断相保护跳闸。 一般跳闸跳闸条件就这些。,故障处理过程,首先向运行人员咨询故障现象，通过故障现象初步判断故障点，不能盲目消缺。
16、查看保护装置是否动作，如动作，查询保护动作记录，保护动作时各模拟量采样值，以正确判断故障。,速断过流动作，表明一次设备有故障，需检查一次设备绝缘情况。 过热保护动作时，表明设备超电流运行，可能是管道机械方面的原因，需热机专业检查泵或风机的实际运行工况。,负序保护动作时，可能是一次原因，也可能是二次原因，需要继电保护人员引起足够的重视。一次原因为一次回路反相或断相。二次原因为CT二次线接反，保护装置某相电流不采样导致负序保护动作。我厂在日常维护中就曾遇到某送风机保护装置负序保护动作，检查CT二次回路正确，但保护装置采样时发现C相电流通道不采样，因此导致负序保护动作。因此负序保护动作时要进行二次回
17、路的详细检查确定真正故障点。,差动保护动作，容量超过1800KW以上的电动机均配置差动保护。电动机差动保护一般取开关侧电流和电机中性点侧电流进行比较，与发电机差动保护原理相似。正常运行中电动机差动保护动作一般为一次故障较多，但也曾出现过保护装置电流通道不采样导致差动保护动作，这种情况比较少见，但在我厂出现过。,检修或更换电机后启动，带差动保护电动机保护一般要先做相位测试，防止接线错误造成差动保护误动。一次大线和二次CT线接线错误或极性错误都会引起差动保护误动。,不同装置差动保护算法不同，所以在接入二次CT线时要特别注意开关侧和中性点侧CT的极性。,例如四方保护装置， 差动电流：Id I1+ I
18、2 制动电流：Ir I1- I2 /2 式中，I1和I2分别为电动机开关侧和中性点侧的电流，均以流入电动机为正方向。电动机两侧的电流互感器以指向电动机为同极性。,正常运行时，电流从开关侧流向中性点，两侧二次电流方向相反，差动电流矢量和相加为零，制动电流很大，差动保护不动作。当电动机故障时，两侧电流均流向故障点，两侧二次电流方向相同，差动电流为2倍故障电流，制动电流很小，差动保护动作。如图所示：,电科院差动保护： I=(I1I2)/2 Id=I1I2 其中： I1：电动机输入侧端电流 I2：电动机中性点侧电流 I：电动机输入侧与中性点侧之和电流 Id：电动机输入侧与中性点侧之差电流,如图所示，开
19、关侧和中性点侧CT二次极性相反，所以差流和制动电流算法也不同。正常运行时，电流从开关侧流向中性点，两侧二次电流实际方向相同，差动电流相减为零，制动电流很大，差动保护不动作。当电动机故障时，两侧电流均流向故障点，两侧二次电流实际方向相反，差动电流为2倍故障电流，制动电流很小，差动保护动作。,由此可以看出，差动保护CT二次回路的接线方式不是固定不变的，要根据不同保护装置的不同差动保护原理，进行正确的接线，才能保证差动保护装置新投运时不发生误动。,2.2 如保护装置未动作，则可能为其他原因。是否为连锁跳闸（电气联锁，热工联锁），低电压保护跳闸，机械跳闸，或解除器保护断相跳闸的可能性都有，需要根据不同
20、情况判断。,案例5:开关不能合闸如何处理?,开关不能合闸的情况比较多见，基本处理方法是量电位，在开关控制电源合入的情况下进行合、跳闸电位的测量，能够迅速判断故障点。以简单的6KV回路进行分析。,1、6KV开关合闸回路如图所示： 首先从故障现象判断故障点，以6KV磨煤机控制回路为例，通过现场和现象判断。 （1）首先量合闸回路电位，判断故障点。,以6KV磨煤机控制回路为例，首先量合闸回路DCS合闸时，1应为正电，9应为负电，表明合闸回路完好。如1不带正电，则可能原因为正电源有问题或就地远方手把接点不好，如9不带负电，则可能原因为开关合闸回路不通，需要检查开关二次插头是否接触良好，以及开关的辅助接点
21、以及合闸线圈是否完好。这些都是比较常见的故障。,同时开关合闸回路不通时，伴随的现象有1、绿灯不亮：KTD（跳闸位置继电器）串在合闸回路中，合闸回路不同，继电器线圈不带电，所以绿灯不亮。这就是我们经常说的开关红绿灯能够监视合跳闸回路的完整性的原因。,2、热工DCS会发“控制回路断线”或“线圈故障”报警。（定义不同，实际是一个信号）此报警信号取KTD(跳闸位置继电器）和KCD（合闸位置继电器）常闭接点串联。开关在跳闸位置时，KCD不带电，常闭接点闭合；同时由于开关合闸回路不同，KTD也不带电，常闭接点也闭合，报警回路通。如图所示：,通过上述两个现象也可以判断出开关合闸回路不同的故障，故障现象可以帮助我们快速的确认故障点，以尽快消除缺陷。 合闸回路还串接着防跳继电器的常闭接点，消缺时还要注意量接点两端的电位是否正确，防止由于接点闭合不好导致开关不能正常合闸。同时防跳继电器在回路很多地方都用到。线圈或接点不好都会引起开关不能正常合跳。,以上只是选了几个日常工作中遇到的案例为大家做一个简单的分析，从工作者的角度判断、分析，以及如何处理问题。当然每个人分析，处理问题的方法各有不同，各有各的优点。希望大家能够共同探讨，寻求更快更好的方法。谢谢大家！,