一起發(fā)電機突然加電壓保護誤動事故分析

馬勇，趙淳

（1．華能濟寧運河發(fā)電有限公司，山東濟寧272100；2.山東濟寧供電公司，山東濟寧272100）

一起發(fā)電機突然加電壓保護誤動事故分析

馬勇1，趙淳2

（1．華能濟寧運河發(fā)電有限公司，山東濟寧272100；2.山東濟寧供電公司，山東濟寧272100）

隨著電力系統(tǒng)單機容量的不斷增加，發(fā)電機突然加電壓保護應(yīng)用越來越廣泛，伴隨而來的由于保護誤動造成的機組非計劃停機也逐漸增加。通過對一起保護誤動造成機組非計劃停機事故的分析，從保護設(shè)計、運行檢修管理等方面提出建議，以避免類似事故的發(fā)生。

誤上電保護；誤動；繼電保護；運行檢修管理

0 引言

根據(jù)GB／T 14285—2006《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，為防止發(fā)電機起停過程中發(fā)生故障，對于300 MW及以上機組宜裝設(shè)發(fā)電機突然加電壓保護（或稱誤上電保護）［1］。目前600 MW及以上容量機組已成為電網(wǎng)主力機組，發(fā)電機突然加電保護在運行機組中也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但由于設(shè)備、人為等因素導(dǎo)致的發(fā)電機突然加電保護誤動也時有發(fā)生，造成了機組的非計劃停運，也給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來了不利影響。

1 事故描述

事故發(fā)生時機組負(fù)荷300 MW，機組直流系統(tǒng)正極對地電壓20 V，負(fù)極對地電壓205 V。經(jīng)查找原因為發(fā)變組支路直流接地，為確定故障點決定采用直流拉路。當(dāng)對保護A柜開關(guān)量電源拉路時，保護C柜“熱工保護動作”信號發(fā)出，動作信息“跳發(fā)變組出口斷路器開關(guān)、滅磁開關(guān)、啟動快切”，機組跳閘解列。

因機組跳閘時，正進行保護A柜開關(guān)量電源拉路，在事故發(fā)生后雖然A柜面板顯示無動作信號，但仍對A柜進行了檢查。通過查看A柜保護動作記錄，誤上電保護動作，跳發(fā)變組出口斷路器、滅磁開關(guān)、跳廠變、啟動快切。保護C柜雖然熱工保護動作信號發(fā)出，但動作時間晚于A柜，確定為保護A柜誤上電保護誤動導(dǎo)致機組跳閘。現(xiàn)場保護為雙重化配置，均為南京自動化股份有限公司DGT 801數(shù)字式發(fā)電機變壓器組保護裝置。

2 起因分析

2.1 誤上電保護

當(dāng)發(fā)電機盤車或轉(zhuǎn)子靜止時突然并入電網(wǎng)，定子電流會在定子繞組氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。該旋轉(zhuǎn)磁場會在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)產(chǎn)生頻率為工頻或接近工頻的感應(yīng)電流，其作用結(jié)果與發(fā)電機異常運行時定子負(fù)序電流類似，會對機組（特別是大容量機組）轉(zhuǎn)子造成過熱損壞［2］。因為發(fā)電機的熱容量和機械強度并沒有隨單機容量增大而同步提升，單機容量越大，其相對過熱能力就越弱，這也是大容量機組宜裝設(shè)誤上電保護的原因。

DGT801裝置誤上電保護利用滅磁開關(guān)、發(fā)變組出口斷路器位置接點、定子電流及低阻抗判據(jù)來判別發(fā)電機是否發(fā)生誤上電。該保護在機組解列后自動投入，機組并網(wǎng)后自動退出，無保護投退硬壓板，無需人工投退［3］。保護原理如圖1所示。

圖1 誤上電保護原理

由圖1可知，DGT801保護是依據(jù)滅磁開關(guān)與發(fā)變組出口斷路器位置接點判別機組當(dāng)前運行狀態(tài)。機組解列后，滅磁開關(guān)與發(fā)變組出口斷路器均在分位。此時，若機組定子電流大于整定值，則裝置判斷發(fā)電機誤上電，保護延時動作。當(dāng)機組并網(wǎng)后，此時滅磁開關(guān)與發(fā)變組出口斷路器均在合位，保護邏輯值均為0，通過與邏輯閉鎖保護。由上可知，DGT801保護實際是通過檢測滅磁開關(guān)與發(fā)變組出口斷路器位置實現(xiàn)保護的自動投退。

2.2 誤上電保護誤動分析

DGT801誤上電保護裝置用于判別機組運行狀態(tài)的滅磁開關(guān)及出口斷路器位置開關(guān)量輸入信號并不是由就地端子箱接點直接接入?yún)⑴c保護邏輯判別，而是通過裝置內(nèi)部重動繼電器動作后，由重動繼電器接點參與邏輯判別，而上述重動繼電器電源則取自裝置開關(guān)量電源。為保證供電可靠性，開關(guān)量電源由兩路直流電源供電，互為備用，由電源自動切換裝置控制。當(dāng)一路電源失電后，自動切換至另一路電源，以保證開關(guān)量電源不失電。

當(dāng)運行人員直流拉路進行到保護A柜，拉開開關(guān)量電源時，此時，應(yīng)在一路直流電源消失后即刻自動切換至備用電源，但由于切換裝置故障導(dǎo)致備用電源自投失敗，保護A柜開關(guān)量電源失電，重動繼電器失電返回。對保護裝置來說，相當(dāng)于滅磁開關(guān)和出口斷路器開關(guān)位置由合位變?yōu)榉治唬Ｗo由此判斷機組由并網(wǎng)轉(zhuǎn)為解列，誤上電保護自動投入。由于此時機組實際處于并網(wǎng)運行狀態(tài)，定子電流遠(yuǎn)大于誤上電保護動作電流整定值，保護動作，跳開出口斷路器、滅磁開關(guān)、啟動快切。同時，由于保護面板信號電源也取自本柜開關(guān)量電源，所以當(dāng)拉路時由于電源失電，沒能啟動保護動作信號輸出及保持，面板也就沒有動作信號。

3 事故反思

DGT801保護為了防止長電纜分布電容的影響，對誤上電保護開關(guān)量回路裝設(shè)了大功率重動繼電器，這可以有效避免來自系統(tǒng)操作、故障、直流接地等異常情況可能引起的保護誤動。但對重動繼電器本身，包括繼電器本體、電源回路等異常可能對保護造成的影響尚欠考慮。建議在誤上電保護邏輯中加入機端低電壓、低頻率判據(jù)，由斷路器分閘位置、機端低電壓、低頻率組成機組解列判據(jù)，以增加機組解列判據(jù)的可靠性，防止因斷路器位置接點異常造成保護誤開放。

DGT801誤上電保護僅在裝置內(nèi)部設(shè)置保護投退軟壓板，未在屏柜設(shè)置硬壓板。軟壓板屬于保護定值范疇，而機組運行期間嚴(yán)禁進行保護定值修改，導(dǎo)致運行人員在機組并網(wǎng)后無法手動退出誤上電保護，增加了保護誤動的概率。

根據(jù)DL／T 587—2007《微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程》5.7條規(guī)定，當(dāng)微機繼電保護裝置使用的交流電壓、交流電流、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出回路作業(yè)時應(yīng)停用整套微機繼電保護裝置［4］。Q／GDW 267—2009《繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置現(xiàn)場工作保安規(guī)定》5.3條也規(guī)定，運行中的繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置需要檢驗時，應(yīng)先斷開相關(guān)跳閘和合閘壓板，再斷開裝置的工作電源［5］。在本次事故中，運行、檢修人員均未認(rèn)真執(zhí)行相關(guān)規(guī)程要求，在拉路前未及時斷開相關(guān)保護壓板，退出保護裝置。運行、檢修人員應(yīng)加強相關(guān)規(guī)程的理解和貫徹，以避免類似事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

隨著大容量機組的不斷投運，越來越多的新型保護被應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中，這對保護廠家和運行維護人員提出了新的要求。為了切實提高保護正確動作率，避免保護誤動，需要各生產(chǎn)廠家不斷根據(jù)現(xiàn)場運行經(jīng)驗完善保護自身設(shè)計。同時，作為一線生產(chǎn)人員，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行各項標(biāo)準(zhǔn)制度，不斷提高繼電保護現(xiàn)場安全管理水平。

［1］GB／T 14285—2006繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護原理與應(yīng)用（第二版）［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［3］李玉海.電力主設(shè)備繼電保護的理論實踐及運行案例［M］.北京：中國水利水電出版社，2009.

［4］DL／T 587—2007微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程［S］.

［5］Q／GDW 267—2009繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置現(xiàn)場工作保安規(guī)定［S］.

A misoperation accident of Inadvertent Energizing Protection

As the increasing capacity of units，the inadvertent energizing protection is used more and more widely，and the unplanned outage caused by protection misoperation increased gradually.We analyze an unplanned outage event caused by inadvertent energizing protection misoperation，and put forward some suggestions in terms of protection design and operating management to prevent similar incidents.

inadvertent energizing protection；misoperation；relaying protection；operating management

TM77

：B

：1007－9904（2014）04－0061－02

2014-04-30

馬勇（1981—），男，工程師，主要從事繼電保護整定調(diào)試工作；

趙淳（1988—），男，助理工程師，主要從事繼電保護及變配電維護工作。