7RE2800電壓閉鎖繼電器在小浪底水電站的應用

0 概述
小浪底水電站6臺容量為300MW的發電機于2001年底全部投入商業運行，投產機組全部接人河南電網，是河南電網的骨干調峰電站，它的安全運行對河南電網的安全穩定至關重要，其6臺主變、發電機、1臺高備變保護裝置全部采用奧地利ELIN公司生產的數字式微機保護。
　　DRS數字式繼電保護系統為小浪底水電站提供了靈活多變的保護方式．不同的配置可滿足各種應用要求，數字化技術還提供了許多新的特性，例如自監視、預報故障、數據存儲及與監控系統進行遠程通訊，數字化保護系統的模塊化設計使得操作簡單、處理容易、靈活性強、可靠性高。但該裝置配置的發電機匝間保護和80％定子接地保護由于沒有配置電壓斷線閉鎖功能，自投運以來，曾先后發生3次因PT一次保險熔斷或二次開口三角形每相繞組小保險接觸不可靠時，匝間保護和80％定子接地保護誤動。
1 匝間保護的原理及缺陷
　　DRS數字式繼電保護配置的匝問短路保護原理是利用機端零序電壓3Uo保護發電機匝間短路，原理接線如圖l所示。此種接線在發電機定子繞組發生匝間短路時，其i相繞組的對稱性遭到破壞，機端i相對發電機中性點出現基波零序電壓3Uo，因此電壓互感器TV有3Uo。發電機正常運行和外部相問短路時．3Uo=0。發電機內部或外部發生單相接地故障時，一次系統出現對地零序電壓3Uo，發電機中性點電位升高3Uo．因電壓互感器TV二次側開口 角形電壓有3Uo輸出．而一次側中性點接在發電機中性點上，所以二次開口三角繞組輸出的3Uo仍為零。但當TV一次側保險熔斷時，則開口三角電壓出現基波零序電壓3Uo，造成匝間保護誤動作。

2 80％定子接地保護的原理及缺陷
　　80％定子繞組單相接地保護也是利用機端基波零序電壓3Uo原理保護發電機定子繞組單相接地，原理接線圖如圖2所示。此種接線在發電機內部發生單相接地故障時，由于TV一次側中性點直接接地，則機端三相出現對地零序電壓3Uo。同樣的情況是當TV一次側保險熔斷時．則開口三角電壓出現基波零序電壓3Uo，造成80％定子繞組單相接地保護誤動作。

3 繼電器工作原理
　　7RE2800電壓閉鎖繼電器是采用電壓平衡原理判斷電壓回路斷線的繼電器。該繼電器不需要輔助直流電源，動作時間小于l8 ms，其設置了6個電壓故障指示燈，以反映電壓互感器一次保險熔斷。7RE2800電壓閉鎖繼電器具體原理是通過比較兩個電壓互感器同一相二次繞組電壓的瞬時值，兩組電壓互感器要求必須連接在同一母線上和具備相同的矢量組。如圖3所示， 當 側電壓互感器某相一次保險熔斷時，則U2

圖3 7RE2800電壓閉鎖繼電器原理接線示意

4 7RE2800電壓閉鎖繼電器的應用
　　由于DRS數字式繼電保護裝置跳閘回路是通過跳閘矩陣實現的，裝置內所有保護共用跳閘接點，因此7RE2800電壓閉鎖繼電器的動作閉鎖接點不能直接串接到跳閘出口回路，只能作為保護裝置的開入量接入到保護裝置。由于匝間保護原邏輯框圖中有過流閉鎖條件，因此電壓閉鎖繼電器動作閉鎖接點直接接人到該開入通道，只是在過流閉鎖回路中加裝1個反向二極管．不需進行軟件的修改。而80％定子繞組接地保護由于原電制動閉鎖開入在第8通道，同時該電制動閉瑣接點還閉瑣其他保護裝置的保護，因此只能利用備用通道2來實現80％定子繞組接地保護的閉瑣，同時將軟件部分進行修改，將第2個開入量由Aux．input Spare 1改為Blk．64G一80％ ．相應地64G一80％的Block．input也由原來的EL．Brake 0N 改為B1k．64G一80％ 。匝間保護和80％定子接地保護控制回路改造見圖4、5。

圖4 匝間保護電壓閉鎖接點接線示意

圖5 發電機8O％定子接地保護電壓閉鎖接點接線示意

　　同時針對PT二次開口j角形電壓每相繞組小保險接觸不可靠，從而造成的匝間保護或80％定子接地保護誤動問題，專門查詢了規程規范，并沒有要求開口三角形每相二次繞組加裝小保險，只是要求在開口三角形L側加裝空氣開關或保險。因此此次改造，取消了二次開口三角形每相繞組小保險，改在二次開口三角形L側加裝等容量的空氣開關，從而避免了二次小保險接觸不可靠導致匝間或80％定子接地保護誤動問題。
5 結語
　　7RE2800電壓閉鎖繼電器能夠準確反映2組電壓互感器中的任何l組電壓互感器一次保險熔斷或二次回路斷線．并分別輸出相應的動作接點，以閉鎖各自所反映的保護裝置。這樣就實現了1個閉鎖裝置同時解決2個裝置的缺陷，即保證了保護裝置的可靠動作，又節省了投資，達到事半功倍的效果。