一起安穩(wěn)裝置誤動(dòng)引起發(fā)電機(jī)跳閘事故的分析

杭州華電半山發(fā)電有限公司 丁 豪 沈秀宏 王遠(yuǎn)峰

安全穩(wěn)控裝置是電網(wǎng)區(qū)域安全穩(wěn)定控制裝置[1]的簡(jiǎn)稱，這種控制系統(tǒng)是電力系統(tǒng)整個(gè)安全控制的重要組成部分。它是在電網(wǎng)發(fā)生故障(線路或大機(jī)組跳閘)時(shí)，采取切機(jī)或切負(fù)荷等措施，確保電網(wǎng)和電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行。它與正常穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下的安全控制(如自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)、自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率和功率)和事故時(shí)的繼電保護(hù)及事故后的恢復(fù)控制(如線路重合閘、備用電源自動(dòng)投入等)共同協(xié)調(diào)工作，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

某發(fā)電廠安穩(wěn)裝置為南瑞PCS-992型[2]，由一臺(tái)PCS-992M主機(jī)、三臺(tái)PCS-992S從機(jī)構(gòu)成，接入四條220kV出線，過(guò)載告警功率均為400MW，延時(shí)5s，過(guò)載動(dòng)作功率均為500MW，第一輪動(dòng)作時(shí)間10s，第二輪動(dòng)作時(shí)間20s，第三輪動(dòng)作時(shí)間30s，分三輪切除三臺(tái)機(jī)組。220kV站#1故障錄波器為武漢中元華電ZH-5型，線路設(shè)置的相電流突變量報(bào)警為0.8A，高越限為5A，零序突變量報(bào)警和高越限均為0.8A。

1 事故經(jīng)過(guò)及事故分析

2020年12月14日10時(shí)6分，#1發(fā)電機(jī)解列滅磁，跳機(jī)前#1發(fā)電機(jī)有功305MW。機(jī)組跳閘后現(xiàn)場(chǎng)檢查情況下：1號(hào)機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)86G（lockout）繼電器動(dòng)作，發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置無(wú)保護(hù)動(dòng)作；NCS上顯示線路過(guò)載聯(lián)切機(jī)組動(dòng)作跳閘，過(guò)載聯(lián)切保護(hù)屏PCS-992顯示裝置啟動(dòng)，10027ms后2號(hào)出線過(guò)載一輪動(dòng)作切#1發(fā)電機(jī)；檢查2號(hào)出線，運(yùn)行均正常，保護(hù)未動(dòng)作。

事故發(fā)生時(shí)，檢修人員在現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)220kV#1故障錄波器。后查看故障錄波器校驗(yàn)記錄，跳機(jī)時(shí)校驗(yàn)錄波器2號(hào)出線電流通道，通入電流有效值5A。

從圖1主接線圖可知，2號(hào)出線當(dāng)時(shí)在運(yùn)行狀態(tài)，工作人員已將圖2中#1故障錄波器上D1-3短路，但未將出線D5-7短路，造成通入的電流直接進(jìn)入穩(wěn)控裝置，且通電時(shí)間超過(guò)10s，報(bào)文顯示有功為782MW，達(dá)到動(dòng)作條件，穩(wěn)控裝置出口第一輪跳#1發(fā)電機(jī)。翻看穩(wěn)控裝置當(dāng)天裝置啟動(dòng)記錄，發(fā)現(xiàn)3號(hào)出線、4號(hào)出線均有報(bào)警啟動(dòng)記錄，查看同一時(shí)間#1故障錄波器通電情況，3號(hào)出線通入1A、12s，4號(hào)出線通入5A、7s。

圖1 電廠主接線圖

圖2 線路保護(hù)CT接線圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況得出以下結(jié)論：3號(hào)出線、4號(hào)出線均有報(bào)警啟動(dòng)記錄，但未跳閘出口，是因?yàn)橥ㄈ腚娏鬏^小，且時(shí)間未達(dá)到動(dòng)作時(shí)限（10s），所以只發(fā)信未達(dá)到動(dòng)作定值；1號(hào)發(fā)電機(jī)跳閘原因是由于#1故障錄波器校驗(yàn)時(shí)，在2號(hào)出線二次回路上通入電流較大，且長(zhǎng)時(shí)間通電，達(dá)到安穩(wěn)切機(jī)定值，跳閘出口動(dòng)作；#1安穩(wěn)裝置和#1故障錄波器串接在同一電流CT回路中，#1安穩(wěn)裝置在最后端。當(dāng)#1故障錄波器中通入電流，僅在入口側(cè)短路，未在出口側(cè)短路，送出的電流送入了#1安穩(wěn)裝置，達(dá)到裝置動(dòng)作值，跳閘出口。

2 暴露問(wèn)題及防范措施

通過(guò)此次跳機(jī)事故，暴露出公司在技術(shù)和管理上的以下問(wèn)題[3]：

在被檢驗(yàn)保護(hù)裝置電流回路后串接有其它運(yùn)行的保護(hù)裝置，原則上應(yīng)停運(yùn)其它運(yùn)行的保護(hù)裝置；在被檢驗(yàn)保護(hù)裝置電流回路后串接有其它運(yùn)行的保護(hù)裝置，如確無(wú)法停運(yùn)，在短接被檢驗(yàn)保護(hù)裝置電流回路前、后，應(yīng)監(jiān)測(cè)運(yùn)行的保護(hù)裝置電流與實(shí)際相符。若在被檢驗(yàn)保護(hù)電流回路前串接其它運(yùn)行的保護(hù)裝置，短接被檢驗(yàn)保護(hù)裝置電流回路后，監(jiān)測(cè)到被檢驗(yàn)保護(hù)裝置電流接近于零時(shí)，方可斷開(kāi)被檢驗(yàn)保護(hù)裝置電流回路。

規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，做好現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)管控?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)應(yīng)使用繼電保護(hù)安全措施票，安全措施票應(yīng)按照實(shí)際的接線編制?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)前做好安全風(fēng)險(xiǎn)管控，明確危險(xiǎn)點(diǎn)，做好作業(yè)前的準(zhǔn)備工作，查看現(xiàn)場(chǎng)、查看圖紙，確保使用的圖紙與現(xiàn)場(chǎng)一致；加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的《繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置現(xiàn)場(chǎng)工作保安規(guī)定》學(xué)習(xí)，充分掌握《規(guī)定》，使得現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)規(guī)范。

防范措施：故障錄波器安裝在電流回路最末端，在調(diào)試過(guò)程中誤接入其他保護(hù)裝置，引起誤動(dòng)；線路上有工作，可將安穩(wěn)裝置上線路電壓回路空開(kāi)斷開(kāi)，使其無(wú)法達(dá)到動(dòng)作值，避免引起誤動(dòng)；現(xiàn)場(chǎng)人員加強(qiáng)培訓(xùn)，提升業(yè)務(wù)能力；運(yùn)行部修訂電廠220kV線路過(guò)載聯(lián)切機(jī)組的運(yùn)行方式，在開(kāi)機(jī)操作票加入過(guò)載聯(lián)切的相關(guān)內(nèi)容，確保在220kV只有1機(jī)的運(yùn)行方式時(shí)不被切除[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，電網(wǎng)的容量也快速增長(zhǎng)，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，必須借助專門(mén)的安全自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行：

和調(diào)度部門(mén)溝通穩(wěn)控裝置的控制策略[5]，在出線事故跳閘或過(guò)流情況下采取切機(jī)措施，確保電網(wǎng)的熱穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定，保證電廠機(jī)組的安全運(yùn)行；在保護(hù)裝置調(diào)試過(guò)程中，因?yàn)镃T回路的串接，可能會(huì)誤將電流通入正確工作的設(shè)備中，出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象，需在設(shè)備設(shè)計(jì)階段就充分考慮各種故障隱患，提前干預(yù)；現(xiàn)在的電力設(shè)備復(fù)雜度越來(lái)越高，保護(hù)裝置的種類也是日趨復(fù)雜和繁多，需對(duì)調(diào)試人員加強(qiáng)技術(shù)交底，了解設(shè)備內(nèi)部聯(lián)系，避免在校驗(yàn)過(guò)程中誤動(dòng)其他設(shè)備；故障錄波器雖然不具備動(dòng)作跳閘回路，但因涉及的設(shè)備較多，特別是設(shè)備的故障錄波器，包括了整個(gè)升壓站內(nèi)所有設(shè)備，在調(diào)試過(guò)程中務(wù)必做好事故預(yù)想。