烧结余热发电线路光纤差动跳闸事故原因的分析.pdf
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1、Engineering Construction182023年6 月建程设第6 期第55卷烧结余热发电线路光纤差动跳闸事故原因的分析刘果,樊星灿(湖南中冶长天节能环保技术有限公司,湖南长沙410 0 0 7)摘要:电流互感器参数的选择对实现线路差动保护准确可靠地动作起着至关重要的作用。本文对山西某烧结余热发电项目15MW发电机组在运行时跳闸的问题进行研究,从机组运行情况与保护装置动作参数分析入手,结合电流互感器的工作特性,找出产生误动作的原因,并提出了改进措施。本文内容可为今后类似项目的设计与故障分析提供经验与思路。关键词:烧结余热发电;线路光纤差动保护;电流互感器中图分类号:TF046.4;
2、T M 6 17文献标识码:A文章编号:16 7 3-8 9 9 3(2 0 2 3)0 6-0 0 18-0 4doi:10.13402/j.gcjs.2023.06.071Cause analysis of an optical fiber differential trip accident ofsintering waste heat power generationLIU Guo,FAN Xingcan(Hunan MCC Changtian Energy Saving and Environmental ProtectionTechnology Co.,Ltd.,Changsha
3、410205,Hunan,China)Abstract:The selection of current transformer parameters plays an extremely important role in achieving accurate andreliable operation of line differential protection.The tripping problems during the operation of the 15 MW generator set ofShanxi Jianlong sintering waste heat power
4、 generation project were analyzed.Starting from the analysis of the operatingconditions of the generating unit and the action parameters of the protection device,combined with the workingcharacteristics of the current transformer,the cause of the malfunction is found,and improvement measures have be
5、enproposed.This paper provides valuable experience and ideas for the design and fault analysis of similar projects in thefuture.Key words:sintering waste heat power generation;line optical fiber differential protection;current transformer线路光纤差动有诸多的优点,包括不受系统振荡影响,可防止区外故障误动,不受失压影响及可靠性高等。因此,越来越多的用户在目前余热
6、发电类项目的并网联络线的保护上,也倾向于选择光纤差动保护。并且由于该线路为双侧电源线路,根据继电保护和安全自动装置技术规程(G B/T 142 8 52 0 0 6),4.4.2.2 条b)款中的相关规定,采用光纤差动保护为双侧电源线路主保护的首选。而在实际运行过程中会出现很多差动保护误动的情况:刘宇明等 4的研究得出了电流互感器二次回路设计不当会引起差动保护误动;王玉强等 5探讨了因为电流互感器变比不同保护装置算法不同引起的误动问题;黄珍山等 6 的研究则得出了保护装置及电流互感器二次回路的施工不当会引起误动。本文通过分析,查明误动作成因,提出改进措施,并揭示电流互感器参数选用的重要性,以期
7、能够弥补前人研究在误动作产生机理与预防措施方面的不足,为类似工程的设收稿日期:2 0 2 2-0 7-13作者简介:刘果(198 3一),男,高级工程师,从事电气设计工作。19刘2023年第6 期果,等:烧结余热发电线路光纤差动跳闸事故原因的分析计与故障分析提供指导性作用。1系统概述本文以山西某公司烧结余热发电项目为例,该项目分别为3条烧结生产线配套了两台汽轮发电机组,其中1台机组容量为9MW,另一台机组容量为15MW,两台机组在主接线型式,配置方案上均相同。9MW机组在并网及运行过程中未出现任何异常情况,而15MW机组在并网及运行过程中多次发生并网线路光纤差动动作跳闸。以下就15MW机组相关
8、配置进行介绍,系统阻抗示意如图1所示。系统最大短路阻抗为0.356,最小短路阻抗为0.2 91供电时:最大短路电流为18.9kA,最小短路阻抗为15.45kAK1发电时:最大短路电流为2 4.57 kA,最小短路电流估算为2 1.12 kA曲线法查得烧结母排三相短路时烧结10 kVI段烧结10 kVII段由发电机提供的短路电流为5.6 7 kAK1本级两段进线不允许并列运行供电时:最大短路电流为18.9kA,最小短路电流为15.45kAK2发电时:最大短路电流为2 4.57 kA,最小短路电流估算为2 1.12 kA电站配电室10 kVI段电站配电室10 kVII段曲线法查得电站母排三相短路时
9、K2由发电机提供的短路电流为5.6 7 kAXKGDK-10-1.500-8%电抗为2 8%(转化基准后电抗为52.5%)发电机参数:电抗为14.8%额定功率为150 0 0 kW(以发电机为基准)额定电压为10 50 0 W额定电流为10 31AM功率因数为0.8直轴超瞬变电抗为14.18%循环风机1站用变2站用变1250kW直轴同步电抗为2 35%SCB10-1250/10SCB10-1250/1010/0.4阻抗电压为6%10/0.4阻抗电压为6%图115MW阻抗示意15MW机组采用单母线分段运行,设置两路联络线,两路联络线均为并网线路且互为备用。正常运行时母联断开通过电站配电室I段母线
10、向烧结10kVI段母线供电,电站配电室II段母线做为应急段使用。在特殊情况下,也可通过电站配电室I段母线向烧结10 kVII段母线供电。两路联络线路长度均约为50 m,采用单芯电缆。系统最大短路电流为2 4.7 5kA,最小短路电流为15.45kA。线路最大短时电流送电为6 2 5A,发电时按照扣除自用电计算为8 6 6 A。本级联络柜为新增设备,上级联络柜为已有设备,需对其进行改造。线路光纤差动保护装置为长园深瑞ISA353G,上下级线路电流互感器设计参数均为P级1500/5A,5P 15,2 0 V A。考虑到项目负荷电流上限变化不大即机组能力上限已限定,在进行线路光差启动电流(门槛值)整
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