水電廠安穩裝置拒動案例分析研究

段云豐,鄒倫森,喬 楊

(1.中國南方電網調峰調頻發電公司魯布革水力發電廠,云南省羅平縣 655800;2.國電聯合動力技術有限公司,北京 100039)

文章編號：1006—2610(2015)01—0073—04

水電廠安穩裝置拒動案例分析研究

段云豐1,鄒倫森1,喬 楊2

(1.中國南方電網調峰調頻發電公司魯布革水力發電廠,云南省羅平縣 655800;2.國電聯合動力技術有限公司,北京 100039)

分析一起因發變組非電量保護裝置內部開關量輸入防抖時間參數設置不合理造成安穩裝置拒動的事件。同時對避免出現類似情況提出建議并采取措施,為同類設備的參數設置提供借鑒。

水電廠；安穩裝置；非電量

0 前 言

魯布革電站位于云南省羅平縣與貴州省興義市交界的黃泥河上，是珠江上游南盤江左岸支流黃泥河上的最后一個梯級電站，總裝機容量600 MW(4×150 MW)，具有高堆石壩、高水頭、長引水隧道和全地下廠房等特點，是中國第1座使用世界銀行貸款、主要機電設備從國外引進、部分工程采用國際招投標建設的水電站。電站主要由首部樞紐、引水系統及地下廠房樞紐3部分組成。魯布革水力發電廠具有世界先進水平的水電廠無人值班管理模式。

1 電廠安穩系統配置介紹

魯布革電廠穩控裝置由RCS-993B失步解列裝置及RCS-992A穩定控制裝置組成[1-3]。共有3塊盤柜，1塊為失步解列柜，另2塊為穩定控制A柜及穩定控制B柜(A柜、B柜調度命名為魯布革A套RCS992安穩裝置及魯布革B套RCS992安穩裝置)。

失步解列裝置，作為4條220 kV線路失步時的跳閘啟動裝置，當裝置判出線路失步時，按預定策略解列失步線路，該廠共裝有4套RCS-993失步解列裝置，裝設于一個失步解列裝置柜內，4套RCS-993失步解列裝置分別為魯馬線A套、魯馬線B套、魯羅線A套、魯羅線B套，其中，魯馬線A套、魯馬線B套為魯馬Ⅰ、Ⅱ線失步解列裝置，2套裝置功能完全一樣，互為備用。魯羅線A套、魯羅線B套為魯羅Ⅰ、Ⅱ線失步解列裝置，2套裝置的功能也完全一樣，也互為備用。

穩定控制裝置是確保電網及魯布革電廠的安全穩定運行而配置的，裝置通過測量魯馬雙線、魯羅雙線及4臺發電機的三相電壓、三相電流來判斷線路跳閘引起的其余線路過載與機組頻率升高事件。當裝置判出線路任一相電流大于過載告警定值時，經延時發出過載告警信號；當裝置判出線路跳閘引起其余線路過載時，則根據預先設置的程序(控制策略)進行切機和解列魯馬Ⅰ、Ⅱ線；當裝置判出魯羅雙線所在母線頻率升高超過定值時，則按高周切機策略進行切機。為了確保安全可靠，穩定控制裝置設了雙套，分別裝設于穩定控制裝置A柜、穩定控制裝置B柜內，2套系統硬件、軟件、功能均完全一樣，均主要由1臺RCS-992主機及2臺RCS-990從機組成。

圖1 跳閘前后有功潮流走向圖

2 事件描述

2.1 故障過程簡要描述

2014年8月1日21：32：55，220 kV魯馬Ⅱ線線路AB相短路接地故障，主一保護RCS-931AMM裝置中的電流差動保護動作出口跳開252開關，保護動作正確。2014年8月1日21：32：57，安穩A套裝置按照穩控策略“魯馬2跳1過2級”啟動“切1、2號發電機動作”命令。但實際只切除1號機，2機未切除。

2.2 故障處理過程

運行值班人員匯報總調魯馬Ⅱ線開關跳閘，安穩裝置動作切1號機，將全廠總負荷由440 MW減至300 MW。

現場值班人員進廠房，維持1號機空轉、抄錄相關信號，并檢查220 kV魯馬Ⅱ線一次設備正常后匯報調度。

22:05，總調令220 kV魯馬Ⅱ線252開關同期合閘正常。

22:11，總調令1號機201開關同期并網運行，將該廠負荷加至正常計劃曲線負荷運行(580 MW)。

征得總調許可，將安穩A、B兩套裝置“切4號機功能”投入，“切2號功能”退出。

3 綜合分析

3.1 安穩裝置動作情況

從簡報信息檢查分析，安穩裝置動作正確，見表1。

表1 簡報信息表

3.2 出口回路電壓測量

如圖2所示，測量安穩A套切2號發變組出口回路各個測點的電壓電位值，結果正確。

3.3 出口傳動試驗

(1) 通過短接出口接點，2號發變組非電量保護裝置F311動作正常。

圖2 安穩A套切2號發變組出口回路圖

(2) 投入切2號機組出口壓板，通過設定安穩A套裝置試驗定值，來傳動出口,結果2號發變組非電量保護F311不動作。

(3) 投入切3號機組出口壓板，通過設定安穩A套裝置試驗定值，來傳動出口,結果3號發變組非電量保護F311動作。

(4) 投入切4號機組出口壓板，通過設定安穩A套裝置試驗定值，來傳動出口,結果4號發變組非電量保護F311不動作。

3.4 測量出口脈沖

(1) 測量安穩A套出口脈沖時限，現場通過手提式錄波器，測量安穩A套4臺機組出口脈沖時間都為100 ms。如圖3所示。

(2) 將安穩A套裝置出口脈沖時間設為150 ms。試驗傳動結果為：2、3、4號發變組非電量保護均動作正常。

3.5 檢查發變組保護單元

(1) 測量非電量保護F311的動作時間

通過測試儀，分別對4臺機組K35+F311回路的動作時間進行測量(k35繼電器動作時間約為30 ms)，且每臺機組分別測量2次。時間記錄如表2。

表2 機組K35+F311回路的動作時間表

(2) 調取非電量保護裝置參數

通過DIGSI發變組保護調試軟件連接發變組非電量保護裝置，參看保護設置參數，提取的參數如表3所示。

表3 開入防抖時間表

3.6 2號機組非電量保護改造

2號機組非電量保護曾于2009年12月進行改造，改造過程中對于非電量保護F311與F312的開入、開出進行檢查。具體檢驗方法是通過短接開入的方式模擬“遠方跳閘”非電量開入，通過測量跳閘壓板上端電位檢測非電量保護輸出。

(1) 改造前如圖4所示，由2部分組成。

圖4 2號機組非電量保護裝置改造前示意圖

1) 安穩裝置及其出口回路，包括安穩裝置本體，安穩裝置出口壓板及安穩裝置至執行單元的二次接線；

2) 保護執行單元，包括F97耦合模塊，保護跳閘矩陣等，其中F97耦合模塊中同時接入安穩動作信號、主變事故跳閘信號、母差保護切機信號、勵磁系統事故跳閘信號，收到任何一路信號，該模塊將出口跳閘命令至跳閘矩陣執行。

(2) 改造后用2個非電量保護裝置F311、F312替代原非冗余的F97耦合模塊，如圖5，由2部分組成。

圖5 2號機組非電量保護裝置改造后示意圖

1) 安穩裝置及其出口回路，包括安穩裝置本體，安穩裝置出口壓板及安穩裝置至執行單元的二次接線；

2) 保護的執行單元，包括F311非電量保護裝置，保護跳閘矩陣等，其中F311中同時接入安穩動作信號、主變事故跳閘信號、母差保護切機信號、勵磁系統事故跳閘信號，收到任何一路信號，該模塊將出口跳閘命令至跳閘矩陣執行。

圖6 安穩至機組保護動作流程圖

3.7 結論及原因

經過綜合分析檢查，本次事件中安穩裝置判斷故障正確，啟動切機命令出口，但由于2號機組切機執行機構中的F311非電量保護裝置的防抖動參數設置不合理，導致安穩裝置發至2號發變組F311非電量保護裝置的切機命令未能被執行，導致本次事件發生，簡要示意如圖6。

直接原因：2號發變組非電量保護裝置內部開關量輸入防抖時間參數(software filter time)設置不合理。

間接原因： ① 在2號發變組非電量保護裝置升級安裝調試過程中，調試人員未考慮到安穩出口跳閘脈沖與裝置開關量輸入防抖時間參數的匹配問題，未關注防抖時間參數的設置;② 電廠未采用有效的穩控裝置整組動作試驗，未及時發現回路時間參數匹配存在的隱患。

4 避免此類問題需要采取的幾點措施

(1) 機組切機回路隱患未消除之前，退出安穩切機組的功能壓板和出口壓板；

(2) 設置合理的發變組非電量保護裝置防抖時間參數，并對安穩切機回路進行檢驗；

(3) 修改安穩檢驗作業指導書，優化安穩裝置檢驗方法；

(4) 建立非定值類參數的管理機制；

(5) 加強人員培訓，提升人員技術技能水平，強化項目全過程管理，降低設備改造帶來的運行風險。

5 結 語

電力系統穩定性即電力系統受到事故擾動后保持穩定運行的能力。水電廠安穩裝置對于大電網系統的安全運行有著極為重要意義。因此，如何完善水電廠安穩及二次保護配置、同時合理的設置各項參數需要不斷的研究改進。

[1] 魯布革水力發電廠運行技術標準[S].2012.

[2] 段云豐，狀態檢修在魯布革在魯布革水電廠的應用[J].水電與新能源,2014,(6):51-53.

[3] DL755-2001 ,電力系統安全穩定導則[S].北京：中國電力出版社,2001.

[4] 劉立峰.基于遺傳神經網絡和證據理論融合的水電機組振動故障診斷研究[J].西北水電,2006,(4):73-76.

Analysis and Study on Reject Action of Safety and Stability Devices in Hydropower Plant

Duan Yun-feng1, ZHOU Lun-sen1, QIAO Yang2

(1.Lubuge Hydropower Plant, Peak and Frequency Regulation Power Generation Company, China Southern Power Grid,Luoping County, Yunnan Province 655800, China;2.China Guodian United Power Technology Co., Ltd., Beijing 100039, China)

Through analysis on one accident which the safety and stability device refuses to act because the improper parameter setting for the time of twittering prevention is input in the internal switching quantity of the non electricity quantity of one generator-transformer set. Simultaneously, corresponding measures are provided to avoid the repeat of the similar accident. This provides the parameter setting of the same devices with reference.

hydropower plant; safety and stability device; non-electricity quantity

2014-09-14

段云豐 (1989- )，男，云南省昆明市人，助理工程師，主要從事水電站信息系統維護工作.

TV734.4

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2015.01.019