淺談廠用電繼電保護(hù)配置與整定的重要性

曹 森

（華電電力科學(xué)研究院西安分院，陜西西安,710000）

淺談廠用電繼電保護(hù)配置與整定的重要性

曹 森

（華電電力科學(xué)研究院西安分院，陜西西安,710000）

通過一起火電機(jī)組的非停事故，來分析其廠用電繼電保護(hù)配置與整定存在的問題，提高從業(yè)人員對繼電保護(hù)整定或核算工作的重視性。

繼電保護(hù)配置；繼電保護(hù)整定

0 引言

長期以來，國內(nèi)廠用電繼電保護(hù)整定沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來完成整定工作。2016年DLT 1502《廠用電繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則》發(fā)布，然而工程實(shí)際中根據(jù)導(dǎo)則來計(jì)算或核算廠用電繼電保護(hù)定值依然需要一個(gè)長時(shí)間的過程。

在本文涉及的火電機(jī)組非停事故中，廠用電繼電保護(hù)由于配置及計(jì)算的問題發(fā)生了兩次越級跳閘，最終把一次小事故發(fā)展成了一次非停，給電廠造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失，也影響了電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。

圖1：RT16型熔斷器時(shí)間電流特性曲線

1 事故經(jīng)過

2016年7月1日，#3機(jī)組負(fù)荷170MW，主汽壓力12MPa，主汽溫度535℃，甲定冷水泵在運(yùn)行，定冷水流量正常，機(jī)組運(yùn)行正常。9點(diǎn)37分，機(jī)組停機(jī)，首出為斷水保護(hù)動(dòng)作。運(yùn)行人員檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)甲乙定子冷卻水泵均停止運(yùn)行。

運(yùn)行人員就地查看發(fā)現(xiàn)機(jī)側(cè)#13閘門配電盤進(jìn)線處短路放電跡象明顯。同時(shí)發(fā)現(xiàn)配電柜上部高加空氣管在漏水，配電柜頂部有大量水跡，綜合放電部位分析認(rèn)為配電盤上部進(jìn)水導(dǎo)致帶電母線絕緣降低產(chǎn)生放電，引起配電柜短路著火。

2 事故分析

2.1 400V配電裝置配置情況

3CA段與3CB段分別通過變壓器引自廠用6kV 3BA段和3BB段。3CA段與3CB段之間有聯(lián)絡(luò)開關(guān)4310。4310開關(guān)有硬接線實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)合閘功能。當(dāng)進(jìn)線開關(guān)4311或4321跳開時(shí)，4310自動(dòng)合閘。發(fā)生故障的#13閘門配電盤工作電源引自3CA段07間隔。

2.2 繼電保護(hù)第一次越級跳閘

機(jī)側(cè)#13閘門配電盤電源開關(guān)在3CA07間隔，為刀熔開關(guān)，僅配備熔斷器。當(dāng)就地發(fā)生接地放電故障后，3CA電源開關(guān)4311開關(guān)接地保護(hù)IR4先于熔斷器動(dòng)作，導(dǎo)致3CA配電段失壓。該配電段所帶輔機(jī)均跳閘，其中包含甲定子冷卻水泵。

2.3 繼電保護(hù)第二次越級跳閘

4311開關(guān)跳閘后，其常閉接點(diǎn)閉合，啟動(dòng)了硬回路的備用聯(lián)鎖，合上了3CA與3CB配電段之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)4310，使故障回路又一次帶電。這時(shí)，聯(lián)絡(luò)開關(guān)4310與3CB配電段進(jìn)線開關(guān)4321接地保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，導(dǎo)致3CB母線失壓。

2.4 非停事故的發(fā)生

3CA段失電導(dǎo)致甲定冷水泵停止運(yùn)行。3CB段失電導(dǎo)致乙定冷水泵聯(lián)起失敗。此時(shí)，甲乙定冷水泵均不在運(yùn)行，定子冷卻水流量低低，發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)動(dòng)作，從而導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。

3 事故中暴露出的問題

3.1 400V聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)合閘的問題：

事故后，查看現(xiàn)場確認(rèn)4310開關(guān)沒有配備自備投裝置。同時(shí)調(diào)取了4310開關(guān)的DCS邏輯，發(fā)現(xiàn)沒有DCS聯(lián)鎖合閘的功能。

據(jù)此，確認(rèn)4310開關(guān)聯(lián)絡(luò)合閘確實(shí)是由就地硬回路實(shí)現(xiàn)的。硬回路實(shí)現(xiàn)的聯(lián)鎖功能，僅依靠進(jìn)線開關(guān)的常閉接點(diǎn)，并沒有經(jīng)過其他的邏輯判斷，存在極大的安全隱患。在此次事故中，嚴(yán)重的擴(kuò)大了事故范圍。

3.2 繼電保護(hù)越級跳閘的問題：

3.2.1 刀熔開關(guān)和進(jìn)線開關(guān)脫扣器保護(hù)失配。

進(jìn)線開關(guān)采用長征電器十一廠提供的CB11-1600型塑殼斷路器，脫扣器型號為ST48-M，脫扣器接地保護(hù)IR4的定值為400A，延時(shí)為0.4s,實(shí)際動(dòng)作值為754A，0.4s。而3CA07間隔配置為HH15型刀熔開關(guān)，回路內(nèi)僅有一個(gè)熔斷器作為保護(hù)，熔斷器為西安熔斷器廠生產(chǎn)的NT1/RT16-1，gG250A型熔斷器。根據(jù)廠家提供的特性曲線（見圖1）查知，在短路電流800A左右，熔斷時(shí)間長達(dá)100s。發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)線開關(guān)的保護(hù)動(dòng)作在前，造成越級。

3.2.2 進(jìn)線開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)脫扣器保護(hù)失配。

3CB段進(jìn)線4321開關(guān)接地保護(hù)IR4定值為：400A，0.4s，實(shí)際動(dòng)作值為：606A，0.4s；聯(lián)絡(luò)開關(guān)4310開關(guān)接地保護(hù)IR4定值為：250A，0.3s，實(shí)際動(dòng)作值為：576A，0.3s。正常情況下，4310聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)合閘于故障母線上時(shí)，應(yīng)該4310聯(lián)絡(luò)開關(guān)的保護(hù)先于3CB段進(jìn)線開關(guān)4321動(dòng)作。但實(shí)際兩個(gè)保護(hù)都動(dòng)作，可以看出進(jìn)線開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)接地保護(hù)只設(shè)100ms級差是不足以躲開開關(guān)動(dòng)作且電弧熄滅的固有時(shí)間。

4 結(jié)論

針對此次非停事故，我們給出了如下建議：

4.1 針對硬接線回路聯(lián)鎖存在明顯的問題，拆除進(jìn)線開關(guān)與母聯(lián)開關(guān)之間的硬接線自投回路。為保障電源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，在今后的改造中對電源開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)加裝備自投裝置。

4.2 對僅配備熔斷器的回路進(jìn)行改造，防止再次出現(xiàn)保護(hù)越級的情況。

4.3 檢查全廠400V保護(hù)定值整定情況，對存在的定值或延時(shí)配合不當(dāng)?shù)牡胤郊皶r(shí)改正。統(tǒng)籌考慮全廠保護(hù)延時(shí)級差的設(shè)置。

繼電保護(hù)的配置和整定計(jì)算關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的安危，廠用電低電壓等級的繼電保護(hù)更不能忽視。如文中所列非停事故，本是單一設(shè)備跳閘就能切除的事故，最終迫使機(jī)組停運(yùn)。所以，在DLT 1502《廠用電繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則》頒布后，根據(jù)導(dǎo)則來對保護(hù)定值進(jìn)行核算的工作更是刻不容緩。

[1]何必濤.淺談電網(wǎng)繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算[J]. 廣東科技,2013,06:17-18.

[2]董傲楊.密山風(fēng)力發(fā)電站接入對雞西220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響研究[D].華北電力大學(xué),2014.

曹森，1984-，男，陜西咸陽人，工程師，2006起從事火電機(jī)組調(diào)試工作十余年，現(xiàn)就職于華電電科院西安分院，從事火電機(jī)組技術(shù)監(jiān)督管理工作。

Discussion of unit auxiliary power system relays configuration and calculation’s importance from an accident

Cao Sen
(Xi’an Branch of Huadian Electric Power Research Institute，Xi’an 710000，China)

The mistakes that exist in the work of unit auxiliary power system relays configuration and calculation will be analyzed form a power plant accident. Engineers should pay much more attention to this work.

relay configuration;relay setting value calculation