一起非典型發變組差動保護動作分析

摘 要：差動保護是目前電力系統繼電保護所采用的主流保護。而在發電廠中，發變組差動保護以其靈敏度高、可靠性好的特點被廣泛應用于發變組的主保護。本文以在實際工作中發生的一起非典型發變組差動保護動作進行了分析，論證特殊工況下的發變組差動保護動作的正確性，并提出完善保護配置的新方案。

關鍵詞：差動保護 零功率保護

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0221-01

1 事件經過

某公司一臺200MW機組滿負荷正常運行時BTG盤突報發電機跳閘，自動主汽門關閉、機側380V電機跳閘，DEH盤顯示高中壓主汽門、調門關閉。

運行人員立即檢查監控畫面，ETS首出“發電機內部故障”，MFT首出“全燃料喪失”。進一步檢查系統畫面，主開關跳閘，滅磁開關跳閘，廠用電切換至備用變接帶。經各專業檢查，保護動作情況為：汽機OPC保護動作，發電機斷水保護動作，過激磁保護動作，發變組差動保護動作。

2 原因分析

查看發變組保護動作記錄和故障錄波器錄波，發變組三相出現明顯差流。在排除CT回路斷線等二次回路故障后，初步判斷為差動保護正確動作。（如圖1）

查看勵磁調節器波形與記錄，勵磁電流、勵磁電壓以及無功波形均與動作報告相吻合，強勵功能動作。

查看熱工保護動作記錄，機組轉速突升到3155rpm/min，汽機OPC保護動作；內冷水泵跳閘且備用未聯起，發電機斷水保護三取二邏輯滿足條件而動作。

事后，經聯系對端變電站，得知當時變電站內母線故障發生，對端母差保護動作，已跳開該機組出線線路連接在變電站母線上的斷路器（該機組為發變線組單元接線，本側無母線，出線直接接到對側變電站雙母線上）。

在綜合這一系列動作特征和數據后，總結此次故障及保護動作過程如下：

當日受大風影響，變電站內母線發生B相單相接地，變電站母差保護動作，站內開關跳閘，但未聯跳電廠側開關，導致該機組甩負荷運行。對側發生B相接地瞬間，該機組廠用電母線電壓突變，導致其2號內冷水泵電機缺相保護動作跳閘，而1號內冷水泵未聯啟（經查為控制回路接觸不良），引發發電機斷水保護動作。

在機組甩負荷運行期間，主變高壓側無電流，發電機帶高廠變運行。發電機斷水保護動作后，關閉主氣門，轉速下降，機端電壓下降，勵磁系統動作于強勵，過激磁動作，勵磁電流突增，發電機中性點電流突增（該增量主要為無功電流），導致發電機中性點至廠用分支差流增大到定值，發變組差動保護動作。查看熱工記錄如下圖，轉子電壓、電流，發電機有功、無功變化明顯說明了整個過程。也由此判斷，雖然此次發變組差動保護為非典型工況下的正確動作，但發電機應無內部故障，經過簡單的電氣試驗也充分驗證了這一點。（如圖2）

3 事故中暴露的問題

（1）機組在變電站側甩負荷運行后，運行監盤人員在較長時間內沒有控制措施，暴露出運行人員處理異常的能力不足，安全風險防控意識差。

（2）變電站側開關跳閘后沒有聯跳電廠側開關；內冷水泵缺相保護動作后備用未聯啟等問題，暴露出電廠設備可靠性差，設備日常檢查和維護工作不到位。

（3）在關于防止汽輪機損壞的反事故措施中，明確要求當機組由于線路故障造成與系統解列時，要直跳汽輪機，不允許自帶廠用電運行。電廠歷次反措自查、檢查都沒有發現如此隱患，暴露出設備管理和技術監督不到位，反措執行不力。

4 針對事故做出的防范措施

（1）發電部要強化運行人員培訓工作，提高運行人員的專業水平和專業技能，不斷強化運行值長和機組長現場組織處理的職能，提高應急處理的能力。

（2）設備管理部門應加強專業管理，加強人員技術和技能培訓工作，制定設備定期倒換和巡檢檢修制度，著力提升設備可靠性。

（3）加強技術監督管理工作，定期召開技術監督分析會，認真執行反措和安評提出的整改意見，將執行落實情況整理備案。

（4）針對防止汽輪機損壞的反事故措施要求，增加“零功率保護”的配置，確保線路故障與系統解列時汽輪機的安全運行。