陈村水电站是目前安徽省最大的水电站，装机

5台总容量184MW，其中陈村有3x50MW机组，纪村有2x17MW机组。原采用的老式电磁型保护在现

场长期运行存在问题较多，为此电站加大技改力度，

结合技改工程在1998年5月纪村2号主变压器投运1台WBZ-02型变压器微机保护（该变压器的差

动保护已受区内、外故障考验）。在1998年12月陈村2号发电机变压器组投运1台WFBZ-01型微机

保护。在1999年4月结合陈村1号机的计算机监控及AGC工程施工，对1号发电机和1号主变（220kV/120MVA的自耦变压器）电磁型保护进行了更

换，采用LFP-900型微机保护。2000年3月~2001

年3月分别对陈村3号发电机变压器组和纪村1号发电机、1号主变压器、纪村2号发电机电磁型保护

更换为LFP-900型微机保护。

   发电机、变压器微机保护易于解决传统电磁型

保护难以解决的计算和逻辑问题，使保护性能得到提高和完善。由于电力系统的一次设备状况及运行

方式复杂，微机元件保护的运行经验仍有待总结提高。针对电网中发电机、变压器保护动作正确率不高

的情况，在应用中研究保护装置的内部结构和技术性能，合理选型，提出正确合理的保护配置组屏方

案，使元件保护的配置和灵敏度均满足主设备的运 行要求，_解决以前电磁型保护存在的不足。运行表

明，所进行的选型配置和技改工作是成功的。

1WBZ-02型变压器微机保护应用与运行情况分析

315CXV110，保护采用WBZ-02型变压器微机保护。

保护配置变压器差动保护、后备保护、开关量保护，

分别由3个独立的CPU承担，具有专用的监控CPU单元。提供二次谐波制动的比率差动保护、开关量保

护及反应相间和接地故障的后备保护。

1.1动作情况分析

1998年5月13日，发生2号主变压器本体重

瓦斯保护动作，分析是开关量保护电路板存在继电器动作电压偏低在干扰下发生误动，用串电阻以提

高继电器动作电压的方法来解决，消缺后投运一直正常。1999年9月24日，2号主变压器35kV侧的

电缆发生A、C相击穿故障，主变压器微机差动保护

正确动作，避免了故障范围的扩大。2000年7月23曰，发生因110kV旁路母线TA端子箱的电流二次

切换回路到2号主变压器高压侧TA二次回路的2QP压板切除时一端误碰接地，造成2号主变压器k机差动保护TA电流回路二点接地，使主变压器

差动保护110kV侧TA二次产生差流动作跳闸。分析原因是要防止发生差动保护TA二次回路多点接

作者简介：李昌贵（1962-)，男，安徽霍山人，工程师，陈村水电站副厂长，从事水电厂生产技术和运行管理工作。E-mail:AHJXZEB135sohu.com

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地（已有一点保护接地），因微机差动保护动作灵敏，

多点接地在正常负荷电流下产生的差流会造成保护误动。在实际运行中用旁路母线开关带主变压器高m侧开关运行时，进行主变差动保护ta二次电流

回路切换压板操作时必须采取可靠的安全措施防止发生TA二次回路多点接地。

1.2装置的应用特点分析

   WBZ-02保护液晶显示带汉字方便直观，实时

显示差动保护差回路的电流及各相电流的大小，避免因TA极性接错造成差动保护误动。变压器差动

保护的三侧TA二次接线仍采用传统的接线原则，

保护程序中不进行电流相位角的调整。WBZ-02能打印故障信息及故障量的采样值报告，分析故障情

况需进行采样值换算。

2WFBZ-01型发电机变压器组微机保护应用与运行情况分析

   陈村2号发电机变压器组采用WFBZ-01型微

机保护，由3个独立的CPU承担，保护配置时采用发电机保护与变压器保护交叉配置的方法，以提高

整套微机保护的运行可靠性。保护配置CPU1:发电机差动、定子单相接地、过电压、调相失压、励磁消

失、SF6开关低气压、主变压器轻、重瓦斯、TA断线。CPU2:发电机横差、失磁、负序过流、低压过流、正序

过负荷、主变压器方向零序电流、TV断线。CPU3:主变压器差动、主变压器中性点间隙零序、中性点零序

电流。

2.1 2号发电机变压器组WFBZ-01保护应用中

解决的问题

   发电机保护增加原电磁型保护中的励磁消失保

护，即用发电机灭磁开关FMK、励磁机灭磁开关LMK、电制动停机时断开主励磁回路的LK开关三

者的常闭辅助接点并联后与出口开关的HWJ常开接点串联组成，在机组运行时，任一开关跳闸造成发

电机失磁，励磁消失保护动作。由于FMK采用DM4塑灭磁开关其电压型跳闸线圈，在WFBZ-01的带

电流保持出口接点动作时，FMK不能跳闸，为此采用在DM4灭磁开关电压型跳闸线圈（8000，电流

0.275A)两端并联一电阻（100

法，达到保护出口的自保持电流要求，使FMK可靠动作跳闸。

   WFBZ-01中发电机转子一点接地保护因设计

的需要在转子电压上叠加+42V左右的直流电压，将导致2号发电机控制屏上的转子对地电压监测表

计无法测量判别。解决办法是改用保护装置的实测转子对地电阻进行监视。在保护屏前监视CPU1的

数码显示，上排数字*88*代表拨轮开关号，下排数字

为转子对地绝缘电阻（kn)，当绝缘电阻大于120kll时，显示119.9kn。2号机转子一点接地发出故

障信号时，因装置对转子有附加电源，检查转子绝缘的安全措施要将2号机保护的操作电源断开。

   原2号主变压器的中性点零序过流保护与中

性点间隙过流保护共用一组TA，存在的问题是：在主变压器中性点接地运行时，必须将主变压器中性

点间隙过流保护退出；否则在区外故障下，主变压器

中性点间隙过流保护会发生误动。为此技改时在2号主变压器中性点间隙处增设一只电流互感器

(LQJC-10型，200/5A)。这样在主变压器中性点接

地运行时，间隙过流保护不必退出运行，提高了保护

的运行可靠性。

2.2装置的应用特点分析

   WFBZ-01保护显示采用LED数码管，保护动作信号采用LED显示。保护的投、切不用控制字，采

用DIP开关投切及出口压板控制。变压器差动保护

用软件调整TA的不平衡电流。保护出口组合方式

在电路板上由硬跳线实现，出口继电器接点带电流线圈实现自保持。WFBZ-01不能显示实时的电流、

电压值，能打印故障信息及故障童的采样值报告。

3LFP-900型发电机、变压器微机保护应用与运行情况分析

972A、973E)为双CPU结构，保护CPU完成保护功

能，管理CPU完成各种管理功能，具有友好的人机

接口。管理CPU设有独立的保护总起动元件，提高

了保护装置的可靠性。

   保护配置LFP-981装置包括发电机单元件高

灵敏横差、定子接地、失磁、过电压、复合电压过流、

逆功率保护及对称过负荷、负序过负荷信号、TV断

线判别、三相操作回路。LFP-982装置包括发电机纵差（比率差动）、转子1、2点接地、负序过流、调相

失压、非电量保护及TA断线判别3LFP-972A装置(主变压器纵差保护）包括二次谐波制动比率差动、

差动速断。LFP-973E装置：主变压器110kV、220kV侧后备保护（各设一套装置）包括复合电压方向过

流保护、方向零序过流保护、过负荷信号及起动主变冷却器。LFP-973F装置：主变压器单运10.5kV低压侧单相接地信号和主变压器公共线圈过负荷

信号。LFP-973D'装置：主变压器轻、重瓦斯保护，冷

却器失电故障.、SF6开关低气压报警等非电量（重动）

保护及三相操作回路。

3.1应用中解决的问题

   原陈村1号发电机定子接地保护装在1号主变

压器保护屏上，在发电机开机过程中无定子接地保 

护功能。考虑现场一次设备的实际情况，发电机此次

配置定子接地保护，但发电机停运时，主变压器单运

10.5kV低压侧无单相接地监视，因10.5kV母线较

长且不是封闭母线，故增设主变压器10.5kV侧的单相接地保护。

    为实现发电机定子接地保护功能，LFP-981装

置的电压测量回路用3只小TV接成Y接线?样相电压，而发电机出口TV原?用V/V接线，只能测线

电压，故将原TV更换成三相五柱TV。采用二次B相接地，中性点加击穿保险器，以满足发电机同期装

置的要求。因此更换微机保护时，有必要对现场的一

次设备进行改造，以获得更完善的保护功能。1号主

变压器原自耦变压器零序差动保护配置取消，微机纵差保护LFP-972A在主变内部发生单相接地故障

时的灵敏度满足（原电磁型BCH-4不满足）。1号主变压器纵差保护共有4侧TA,将厂用变高压侧TA与主变压器低压侧TA的二次并联作为1组TA引

人到LFP-972A，在进行保护电流向量测试时制定

了合理的短路试验方法，以鉴别这2侧TA接线的正确性。

3.2保护动作情况分析

485号出线因发生

对树放电篼阻接地且故障发展缓慢的永久性故障，LFP-941A微机线路保护跳闸重合后拒跳，录波图

显示故障零序电流时大时小，造成941A保护长期起动，装置自检发出出错信息，判断为有TA断线及

定值整定出错故障，闭锁保护出口（保护程序设计在

发TA断线报警时闭锁保护出口，目前已进行程序

版本升级）。随后故障经放电发展故障电流突然增大，由于485号线微机保护出口已被闭锁，引起1号

主变压器110kV侧973E的方向零序电流I段保护动作跳闸，起到了后备保护的作用。因此加强主变的

后备保护对现场安全运行至关重要。

地”光字牌信号，1号主变保护屏LFP-973F液晶显示*Uogy*，即3f/。动作发信号，测控制屏10.5kV侧

的TV电压表A、B、C三相对地电压分别为5.5、8.4、

4.6kV，初步判断为主变低EE侧C相接地。经对1号

主变压器10.5kV系统进行检查，发现10kV母线道靠下游侧墙壁内因水管破裂积水喷注在C相母线

上。主变压器低压侧单相接地保护可靠动作发信号，

避免了一起主变压器低压侧发生出口三相短路的事故。

3.3装置的应用特点分析

    LFP_900型保护液晶显示信息量大，显示实时

/、f/、差流/>/值及/和的相序、相位等，带方向保

护的功率方向正确性判别因采用自产3?、3/。，保护

的方向性明确，物理概念清晰。为把好微机保护的外

围回路关和正确投人运行提供了技术保证，并为现

场调试提供方便。LFP-972A变压器差动保护TA采用Y接线，电流补偿系数由BCD开关实现调TA不平衡电流，要经带负荷实测以观察差流是否平衡。保

护出口组合方式采用软件跳闸矩阵来设置在现场应用灵活，保护出口采用延时200Ms跳闸脉冲方式，

在励磁消失保护动作时，对FMK采用DM4型灭磁开关的电压型跳闸线圈确保可靠动作灭磁。保护有

故障录波功能，在主变压器冲击合闸时可录取到励磁涌流波形，保护能打印故障电流、电压波形及保护

动作出口开关量。 ‘

4发电机、变压器微机保护有关技术问题

探讨

4.1对LFP-982发电机差动保护的两侧TA要考

虑其暂态饱和的影响

   现场曾发生在机组并网时因出口开关机构问题

造成并网冲击，因冲击电流中含有较大的非周期分量，在两侧TA特性不一致时饱和程度不同产生差

流而引起LFP-982发电机差动保护动作的情况，因

此在两侧TA选型和安装上要给予重视，现场采取

措施是更换发电机两侧TA的型号为同型号即伏安特性一致，并修改升级LFP-982的保护程序为抗TA饱和程序。对LFP-982差动保护的定值整定不

能太灵敏，在定值整定方案上仍有待探讨和完善，以

提高其运行可靠性。

4.2对提高微机元件保护正确动作水平的认识

   从微机保护投运以来的动作情况看，35、110、

220kV线路LFP-900型微机保护的正确动作率高

达100%,而发电机、变压器微机保护在区内故障时都能正确动作，在区外故障时发生的不正确动作原

因一是保护原理在速动性与可靠性上有待完善，如发电机差动保护（原BCH-2对非周期分量由速饱和

变流器起作用）若增加对非周期分量的判据会导致差动保护在区内故障时延时出口，而这不利于快速

切除故障。二是外回路存在隐患，老设备回路及特性

能满足电磁型保护的运行要求，但不能满足微机保护的运行要求，这些在今后的技改工作中必须加以

改进。同时要加强对微机保护动作行为的分析。

4.3失磁保护能起到机组误上电保护的作用

   以某30MW机组在启动调试中发生的在机组

静止下误合发电机6.3kV出口开关的隐患即真机模拟试验为例：发电机在静止下受误合闸冲击，冲击

电流是额定电流的4.5倍，含有较大的非周期分量。由WFB-100型微机保护中的异步阻抗失磁保护以

0.3s动作跳闸，比低压记忆过流保护2s后动作跳

闸切除故障要快得多，检查发电机端部及零起升压

磨?龆

无异常，大大减轻对发电机的损伤。可见，对亍中’、小

型发电机微机保护具有异步阻抗圆特性的失磁保护要合理整定并投跳，可作为机组误上电保护，对机组

的安全运行非常有利。对目前在机姐改造时采用静止自并励?控硅励磁系统，为防止机组失磁扩大故

障范围，投人失磁保护也非常重要。机组失磁时也可

由发电机低压过流保护动作跳闸，似动作时间远大于失磁保护的动作时间:>

4.4对发电机变压器组单元接线增设主变方向零

序电流保护

    增设的主变压器方向零序电流保护（方向指向

主变压器侧，动作时限为Os)是因原电磁型的主变压器差动保护在主变高压侧发牛.单相接地故障时灵

敏度不够。曾发生在陈村3号发电机变压器组并网(主变压器中件点未接地）主变压器高压侧开关非全

相合闸时造成主变中性点过电压，中性点避雷器*穿，主变压器方向零序电流保护Os动作出口跳闸，

而主变压器差动保护未动，起到了主保护后备的作用。而目前主变压器微机差动保护的灵敏度很高（整

定值为0.3/,.)，因此从灵敏度考虑没有必要增设主变压器方向零序电流保护，但考虑到目前微机主保

护配置因造价因素而未能采用双重化，而增设的主变压器方向零序电流保护?在微机后备保护机箱，

因此增设主变压器方向零序电流保护后对提高主变压器的安全运行水平有很大作用。可见，微机保护的

配置要综合考虑各方面的因素使保护配置合理，满足现场运行的要求=

4.5发电机励磁方式改变时要及时修改保护控制字

    纪村1、2号发电机由原励磁机励磁方式改造为

静止自并励微机可控桂励磁方式后，在发电机出U发生相间故障时，因短路电流的衰减，影响保护动作

的可靠性，故在软件上对过流保护要采用记忆特性。

对于自并励发电机，LFP-982复合电压过流保护启动后，过流元件展宽15s,使保护能可靠动作出口

?控制字*ZBL*在保护装置用于自并励发电机时置

“1*，仅改变微机保护的控制字即可完善保护性能。4.6电制动停机时闭锁发电机差动保护必须可靠在调峰水电厂水轮发电机正常停机中采用电制

动停机技术，停机时将发电机定子出n三相短路，在转子绕组中加人恒定制动励磁电流，山于电制动短

路开关安装位置在发电机差动保护区内。因此，受电

制动影响的主要保护是发电机差动保护。为防止发生误动，从电制动屏及现地LCU屏引双重闭锁接点

到发电机保护屏，在机组停机过程中约3min的短时间闭锁发电机纵差保护。

4.7取消主变中性点保护之间的互相联跳方式陈村2、3号主变压器和纪村1、2号主变压器的

中性点电流电压保护H前在采用微机保护后已进行

了完善，增加主变压器中性点间隙电流TA,均设立了互为独立的主变压器中性点零序电流保护、间隙

零序电流保护和零序过电压保护。因此原陈村1~3号主变压器和纪村1、2号主变压器的中性点保护间

互相联跳方式根据元件保护的反措要求可取消。

4.8处理好一次设备运行方式与保护运行可靠性

的关系

    要避免一次设备运行方式变化时在二次回路切

换中造成保护误动，需取消不合理的运行方式3如纪

村以前只有一台三卷变压器，另一台为双卷变压器后技改更换为三卷变压器，再加上主变压器的高压

开关g前已全部从SW4-110更换为ABB产_LTB-

145型SF6开关，因此供电的可靠性已大大提高。故

对原来采用110kV旁母开关代主变高压开关运行及主变差动保护TA二次回路切换的问题和存在的

保护死区问题将会随着该运行方式的取消而不存在。减少现场薄弱环节，微机保护的运行可靠性将有

较大的提高。

4.9必须重视微机保护程序的升级更换工作

    对微机保护程序版本号必须进行记录存档。通

过微机保护运行经验的积累，特别对一些偶发性故障的动作分析，微机保护的程序在不断改进和更新，

因此要与厂家及时联系，及时更换保护程序芯片，以

确保微机保护的优良性能。

4.10对微机保护的新原理要认识和掌握

    如WFBZ-01的发电机转子一点接地保护因设

计的需要在转子负极上叠加了直流电压，导致机组控制屏上的转子对地电压监测表计无法测量判别，

而改用保护装置的实测转子对地电阻进行监视。而LFP-982的发电机转子一点接地保护采用切换采样

法，不影响转子对地电压监测表计的测量，在机组运

行时实时显示转子对地绝缘电阻，但对起停频繁的水电机组在机组停机备用时不能监视发电机的转子

绝缘。

    对由于软件程序设计的不同而实现同样功能的

保护由于TA变比及Y/A变换问题对平衡系数的整

定及差流的计算公式均不同要注意加以比较，防止

发生错误。

4.11加强微机保护现场运行技术管理工作

    对全站微机保护定值区进行了现场管理，制定

了微机保护现场运行说明，规定微机保护的各运行定值区并在保护屏上明确标示，杜绝保护定值区的

误操作，以防止发生保护运行在空定值区（因每个微

机保护机箱可存放10套保护定值），避免发生保护拒动。实现了在系统运行方式变化时由运行人员及

时调整保护定值，有效地缩短r事故处理及正常运行方式变化时的操作时间，对提高现场安全运行水 

第36卷李昌贵等：发电机、变压器保护全微机化技术改造与运行分析 2003年第7期 

平发挥了积极作用。

5应用分析

    (1)微机保护的升级换代很快，对一个厂应尽量

选择同一型号的保护，可大大减少备品备件，也便于

现场人员掌握。（2)对微机保护在设计选型时要充分

考虑其扩展性，否则装置制造好后，扩展性能将受到

限制，改动和增加器件会影响装置的运行可靠性。(3)微机保护的原理及判据比电磁型保护完善，因此

动作灵敏，对于外部回路设计包括抗干扰等都要求符合微机保护的相关规程要求。（4)微机保护的整定

要结合发电机、变压器继电保护整定计算导则和现场实际情况，保护灵敏度的提高要求装置要处于更

好的运行工况。（5)由于微机保护依靠程序来实现保

护的功能，现场人员要掌握微机保护的硬件结构和逻辑框图，对装置发出的报警信号和闭锁信号要采

取相应的处理方法。（6)在现场技改中，新、旧保护并

存，要做好新保护投人的各项技术管理工作，如运行

说明的制定，加强对现场运行人员的培训等。同时要

对公用设备进行技术改造，如光字牌信号由灯泡型改造为LED型，对控制电源的可靠性改造等。即外

回路设备的改造必须跟上微机保护的改造步伐,,（7)

微机保护提供多种信息并打印出事故报告，通过近4年的运行情况看，装置自带故障信息和故障波形

打印功能，给事故分析和现场及时处理问题提供了很大的方便。（8)陈村水电站5台发电机、5台变压

器保护采用微机保护的技改工作取得了成功的经验，消除原电磁型保护存在的安全隐患，提篼了陈村

水电站在电力系统中的安全运行水平。-