某電廠#1機組OPC保護動作的原因分析

潘志尚

（云浮發電廠，廣東 云浮 527328）

2009年5月20日09:32 某電廠網控事故喇叭響，查110kV 云硫線116 開關保護屏“重合”、“跳閘”指示燈亮。110kV 云硫線116 距離Ι 段保護動作，A、B、C 相間故障，距離：9.68km。

與此同時該電廠#1 發電機轉速升至3022r/min，#1 機組發生甩負荷情況。查熱控DCS 記錄：09：32：44.905 時刻#1 機組DCS 硬件OPC 保護報警及動作，09：32：44.981 時刻硬件OPC 保護動作返回；#1 組機負荷由116MW 甩到最低值45MW。

1 原因分析

1.1 熱控OPC 動作原理

OPC 動作原理（見圖1、圖2）如下。

動作條件1：當轉速變化超過107%時，OPC 動作。

圖1

圖2

動作條件2：當功率負荷不平衡率超過60%時，OPC 動作。

動作條件3：當功率負荷不平衡率在30%～60%,對應轉速變化率107%～100%交會點時（藍色下斜線右側區域）時，OPC 動作。

1.2 故障原因分析

根據OPC 動作原理，此次OPC 動作的原因有以下3 種可能。

1）實際機組轉速到達定值或機組轉速信號測量存在偏差導致OPC 保護動作。

對#1 機組轉速測量信號，熱控人員經檢查確認該信號測量可靠，不會出現偶然偏差的可能。

從#1 機組電氣PMU 錄波數據來看，#1 發電機轉速在云硫線線路故障時刻雖有擾動現象，但#1 機組實際轉速變化未達到OPC 動作條件1 的動作定值（見表1）。

表1 20090520 云硫線故障時各系統周波

2）熱控硬件OPC 邏輯及采樣、整定值偏差導致OPC 保護動作。

對OPC 邏輯程序及定值進行檢查，該定值是由硬件可燒錄芯片存儲的，幾乎不可能自動發生變化，程序及定值方面的故障情況可能性可以排除，同時通過加量檢測，OPC 保護的各采樣正常。

3）機組有功功率變化達到定值或送至DEH 的有功功率信號存在偏差，造成OPC 保護動作。

由于線路故障時功率的暫態變化過程極其短暫，超出DEH 和DCS 的記錄能力，因此熱工方面是無法提供動作時刻功率變化過程。惟一可以提供是DCS 于5-20 09:32:44:905 記錄到的OPC 動作信息（5-20 09:32:44:981 復位，動作時間76ms）。

檢查傳送#1 機組有功功率信號至DEH 的功率變送器，其型號為：FPW-201，三相四線制功率變送器。檢查#1 發電機正常運行時有功功率變送器輸出正確，通過對同型號有功功率變送器的模擬試驗，暫未發現有功變送器輸出異常情況。

初步分析#1 機故障錄波曲線來看，#1 機組功率在線路故障瞬間有突變現象，且達到了OPC 動作條件3（見圖3）。

圖3

#1 機組故障錄波值顯示了#1 發電機功率在故障時，功率變化達到了OPC 的動作條件3。輸送至DEH 的發電機有功功率信號是否也達到了OPC 定值，需要進一步檢驗確認，因此需進一步檢驗功率變送器暫態特性。

從#1 發電機故障錄波曲線中抽取三個點，得出其中的電流、電壓向量值，重新輸入功率變送器，觀察功率變送器的輸出情況。

表2

1.3 故障原因確認及改進方法

可以得出#1 發電機功功率變送器可以反應電氣的暫態過程，在線路故障期間，#1 發電機變送器功率輸出信號發生了變化，其值達到了熱控OPC 保護的動作定值。

因此為避免#1 機組在外部線路瞬時性故障時熱控OPC 保護動作，熱控OPC 保護應增加一定延時,以躲過線路的暫態過程，但由于#1 機組采用的是硬件OPC 保護，其定值是固化值，無法增加延時，同時電氣及熱控保護已的足夠的其他同類保護，所以#1 機組取消熱控硬件OPC 保護的動作條件3。

2 結論

功率變送器可以反應電氣設備瞬時性故障的暫態過程，可以即時反應設備故障時電流電壓的功角變化，所采樣出的功率亦會發生較大變化。因此熱控OPC 保護應設置一定的動作時間，躲過電氣外部設備瞬時故障的暫態過程。對軟件OPC 保護，可以通過修改程序增加出口延時來完善；對于完全固化無法修改的硬件OPC 保護，則應取消OPC 保護的動作條件3。