徐日升 张夏莲
海南核电有限公司 海南昌江 572733
摘要：
本文记录了一起因电流接线反向导致的失磁保护误动作，值得注意的是其在正常运行期间保护不会动作，电流接线反向导致阻抗在第3象限，但因阻抗较大，不在动作区内，但当系统发生电压降低时，励磁调节促使机端电流上升，阻抗值减少进入动作区，属于接线错误导致保护误动作，不易被发现，且现有校验方式未能校验至整个回路，隐患点较为隐蔽，本文介绍了异常现象的发现及排查过程，为从业人员对失磁故障初步判断提供一些现象及数据支持。
关键词：失磁保护 方向 低电压 动作区
引言：
发电机失磁保护主要针对正常运行时发电机的励磁回路故障，励磁电流降低或者消失。其引发的主要表征特点包含励磁电压下降、机端电压下降，发电机无法发出无功，进而吸收系统无功。鉴于以上电气故障表征特点，目前失磁保护判据主要有定子阻抗判据、无功判据、转子电压判据、母线电压判据以上判据可结合使用，作为失磁保护的逻辑输入。
现场设备简介：
1案例介绍
1.1现象描述
某电厂厂内起备用电源作用柴油发电机进行满负荷试验，试验通过将柴油发电机并网至厂内6kV中压电源，逐步达到满载，以检验柴油发电机带载能力。试验过程中柴油发电机已并网，运转在50%功率平台，约3MW，此时厂内6kV中压段启动大型转动设备，造成中压侧电源电压降低至90%左右，柴油发电机机端电压同步降低，机端电流上升至1.1倍额定电流，1143ms后柴油发电机失磁场保护动作，跳开出口开关，与厂内电源解列。
1.2配置简介
现场失磁保护装置采用模拟式继电器形式，采用定子异步阻抗判据，其他组合判据无。现场电气量采集IA,IC,及UAC,即其阻抗判据采用A、C相间阻抗值。
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异步阻抗圆保护定值参数：
发电机额定阻抗：ZN=57.7；偏移阻抗：K2=8%*57.7=4.616；阻抗圆直径：K1=140%*57.7=80.78
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2原因分析
2.1异常分析
电厂日常期间定期对柴油机执行低负荷、空载、满载等试验，试验过程中均未发生过失磁保护动作的故障现象。本次试验仅因试验窗口启动大型转动设备，发生失磁保护动作故障现象，仅从失磁保护原理出发，初步怀疑励磁系统是否存在故障，经查询录波文件，励磁调节器响应正常，因系统电压下降，导致机端电压下降后，励磁调节器进行响应励磁电流增加，机端无功电流增加。后续对失磁保护动作原因进行进一步分析。
2.2原因查找
通过录波文件对动作阻抗进行查看，通过录波文件分析，故障前测量阻抗较大，且阻抗角较小，启动大型转动设备后，随着系统电压下降，及机端电流上升，阻抗减小，角度变大。保护会动作，但阻抗故障前即已在第3象限，其相位反向，可能存在电压或者电流接线反向问题。
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2.3数据分析
通过对比时间动作区间，进一步分析数据，正常运行时，阻抗角153.8度，基本在阻抗元切线附件，但阻值较大，163欧姆。圆半径40，纵坐标早已超出，不会动作。当启动大型转动设备时，阻抗减小迅速且角度发生变化，阻抗值回落至第3象限阻抗圆内。
电压降低至5.4KV,89%,电流升高至825A,1.03倍。阻抗值53欧姆左右，横轴27左右，纵轴47左右，圆半径40。故在动作区内。
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2.4原因确认
经核对图纸，电压输入UAC,对应23,22端子，电流输入端对应IA,7\6，IC,4\3端子，现场电流接线实际为IA\6，7，IC3，4,电流流向相反。
3促成因素
该问题出现的且一直未能及时发现，主要有以下几点导致；
3.1图纸标示易产生理解错误
现场图纸标示易产生误解，图纸标示电压UA对应23端子，UC对应22端子，电压对应端子顺序改变，电流也许对应改变，容易按习惯思维处理，造成了错误接线。
3.2校验方式
现场对保护继电器校验时，因继电器为插拔式，现场校验时继电器只校验继电器单体，未能发现电流输入接线回路存在缺陷。
3.3正常运行故障隐蔽
正常运行工况下，虽然接线接反了，保护不在动作区内，不会现保护动作现象，隐蔽性强。
4总结：
本文利用真实事件介绍了一起较为容易犯错且隐蔽的保护误动示例，从事件描述、原因查找、进行验证并总结，为从业者提供借鉴以及问题处理思路。
参考文献:
解兵 徐轲 周前 《一起机组进相试验时失磁保护动作原因分析》 电测与仪表 2017 54-17
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 2002. 294-308．
王维俭 《发电机变压器继电保护应用》［M］． 北京: 中国电力出版社 2005，136-138．