一起220 kV母聯(lián)開關(guān)跳閘事件分析

羅小國 郭曉平

（潮州深能甘露熱電有限公司，廣東 潮州 515642）

0 引言

某電廠2號發(fā)電機(jī)組有功功率為200 MW，機(jī)端額定電壓為15.75 kV，發(fā)變組保護(hù)雙重化配置發(fā)電機(jī)采用北京四方繼保自動化股份有限公司的CSC-306D微機(jī)型發(fā)變組保護(hù)裝置，變壓器保護(hù)用北京四方繼保自動化股份有限公司的CSC3-16M變壓器保護(hù)，配置單套CSC336變壓器非電量保護(hù)。發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)是作為汽輪機(jī)突然停機(jī)，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)運(yùn)行，為防止汽輪機(jī)葉片過熱而導(dǎo)致葉片損壞的保護(hù)。逆功率保護(hù)A、B柜采樣CT均取自發(fā)電機(jī)端獨(dú)立的兩組電流互感器，采樣PT取自發(fā)電機(jī)端獨(dú)立的兩組電壓互感器，如圖1所示。

圖1 發(fā)電機(jī)保護(hù)配置圖

1 事件經(jīng)過

2014年1月9日，某電廠2號機(jī)大修后做汽機(jī)超速試驗(yàn)。1號機(jī)組帶145 MW負(fù)荷，2號機(jī)做大修后汽機(jī)超速試驗(yàn)負(fù)荷降至3 MW，1號機(jī)組、1號啟備變、甲線掛220 kV 1M母線，乙線、2號機(jī)組、2號啟備變掛220 kV 2M母線，雙母線并列運(yùn)行，如圖2所示。

圖2 事件前運(yùn)行方式

2014-01-09T19：24，在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門過程中，DCS光字牌顯示“1）2號發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)動作；2）2號機(jī)發(fā)變組保護(hù)B套裝置報(bào)警；3）220 kV母聯(lián)2012開關(guān)跳閘”。機(jī)組運(yùn)行人員現(xiàn)場檢查2號發(fā)電機(jī)保護(hù)B屏CSC-306D“逆功率保護(hù)”動作出口，動作時(shí)間182 s（A屏逆功率保護(hù)啟動未出口），2號主變高壓側(cè)2202開關(guān)、220 kV母聯(lián)2012開關(guān)、滅磁開關(guān)跳閘，主汽門關(guān)閉。

2 原因分析

2.1 逆功率保護(hù)原理及定值

本裝置逆功率保護(hù)設(shè)有1段2時(shí)限，短延時(shí)發(fā)信，長延時(shí)跳閘[1]，邏輯圖如圖3所示。

根據(jù)逆功率保護(hù)長延時(shí)動作的原理，只要投入逆功率保護(hù)，在機(jī)組逆功率達(dá)到整定值（1%額定有功即二次值5.82 W，一次值2 MW）且無機(jī)組PT斷線的情況下，逆功率保護(hù)延時(shí)5 s發(fā)信，延時(shí)180 s動作出口。

保護(hù)還配置有程跳逆功率保護(hù)，保護(hù)動作的條件有主汽門關(guān)閉，逆功率保護(hù)投入，在機(jī)組逆功率達(dá)到整定值（1%額定有功即二次值5.82 W，一次值2 MW）且無機(jī)組PT斷線的情況下，逆功率保護(hù)延時(shí)1.5 s動作出口。

2.2 動作情況分析及排查過程

2.2.1 逆功率保護(hù)動作情況

2014-01-09T19：24：19，運(yùn)行人員執(zhí)行2號機(jī)組汽機(jī)超速試驗(yàn)相關(guān)工作。在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門過程中，2號發(fā)電機(jī)保護(hù)B屏CSC-306D（A屏逆功率保護(hù)啟動未出口）“逆功率保護(hù)”動作出口（182 s動作），2號主變高壓側(cè)2202開關(guān)、220 kV母聯(lián)2012開關(guān)、滅磁開關(guān)跳閘，主汽門關(guān)閉。

220 kV母聯(lián)2012開關(guān)跳閘后現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，220 kV母線保護(hù)無報(bào)警及動作報(bào)告，2號發(fā)變組保護(hù)B屏“后備保護(hù)動作”燈亮，DCS發(fā)“1）2號發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)動作；2）2號機(jī)發(fā)變組保護(hù)B套裝置報(bào)警；3）220 kV母聯(lián)2012開關(guān)跳閘”信號。發(fā)變組保護(hù)B屏的動作報(bào)文顯示發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)啟動后182 s動作跳閘，發(fā)電機(jī)逆功率P=16.75，滿足動作條件，保護(hù)動作出口。

2.2.2 故障排查過程

2號機(jī)A屏19：24：30.897逆功率6.031 W動作發(fā)信，B屏19：24：26.855逆功率6.5 W動作發(fā)信。因A、B屏的采樣精度偏差，B屏逆功率保護(hù)發(fā)信比A屏逆功率保護(hù)發(fā)信先動作4 s左右，因此B屏先達(dá)到逆功率長延時(shí)動作出口時(shí)間，B屏保護(hù)出口跳閘，而A屏未出口跳閘。本次試驗(yàn)未關(guān)閉主汽門，因此程跳逆功率未啟動出口。

檢查發(fā)變組保護(hù)A、B屏定值及裝置參數(shù)，發(fā)現(xiàn)逆功率跳閘矩陣為C1CF：跳斷路器1、跳斷路器2、跳A分支開關(guān)、跳B分支開關(guān)、啟動快切、跳滅磁開關(guān)、關(guān)主汽門、跳備用跳閘3、跳備用跳閘4（其中斷路器1為#2主變高壓側(cè)開關(guān)2202，斷路器2為母聯(lián)開關(guān)2012，備用跳閘3為自動勵磁調(diào)節(jié)器輸出開關(guān)，備用跳閘4為手動勵磁調(diào)節(jié)器輸出開關(guān)）。

由跳閘矩陣可看出逆功率跳閘矩陣誤整定，誤將跳斷路器2（實(shí)際為母聯(lián)開關(guān)）整定進(jìn)了跳閘矩陣中。逆功率跳閘矩陣誤整定是造成母聯(lián)開關(guān)跳閘的直接原因。按整定方案，僅需將過流保護(hù)1時(shí)限整定（跳斷路器2）跳母聯(lián)開關(guān)。相關(guān)裝置整定如圖4所示。

圖4 裝置動作報(bào)文及出口矩陣整定圖

2.2.3 誤跳母聯(lián)開關(guān)根本原因分析

2013年中旬，中調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)了電網(wǎng)總調(diào)《電廠安全穩(wěn)定防線優(yōu)化方案討論會議紀(jì)要》，并要求我廠在具體時(shí)間內(nèi)完成對機(jī)組失步保護(hù)定值優(yōu)化調(diào)整工作，具體原則如下：1）機(jī)組失步保護(hù)整定范圍延伸至電廠送出線路對側(cè)變電站，即延伸至220 kV對側(cè)變電站；2）為分散動作風(fēng)險(xiǎn)，機(jī)組滑極次數(shù)定值分兩輪整定。即不重要機(jī)組定義為第一輪跳閘對象，重要機(jī)組為第二輪跳閘對象，后者滑極次數(shù)需比前者大[2]。由于我廠無裝設(shè)失步解列裝置，兩臺機(jī)組發(fā)變組保護(hù)亦無配置失步保護(hù)（機(jī)組為200 MW發(fā)電機(jī)，可不配置發(fā)電機(jī)失步保護(hù)），按中調(diào)通知要求需進(jìn)行機(jī)組失步保護(hù)定值整定并投入。

原該廠發(fā)電機(jī)CSC-306D保護(hù)失步保護(hù)被配置為隱藏（失步保護(hù)功能未投入）。為投入失步保護(hù)功能，電廠繼保人員結(jié)合2016年度2號機(jī)組檢修期間配合北京四方繼保自動化股份有限公司廠家開放發(fā)電機(jī)CSC-306D失步保護(hù)功能，并對該裝置做了相應(yīng)的保護(hù)裝置補(bǔ)充檢驗(yàn)。其間發(fā)現(xiàn)，2號發(fā)變組保護(hù)A、B屏跳閘出口均同時(shí)跳#2主變高壓側(cè)開關(guān)2202兩組跳閘線圈，不符合電網(wǎng)反措雙重化配置的保護(hù)跳閘回路應(yīng)相互獨(dú)立，動作于斷路器的不同跳閘線圈要求[3]。為此，電廠繼保人員解除了A屏跳第二組跳閘線圈電纜，B屏跳第一組跳閘線圈電纜。

同時(shí)，廠家及電廠繼保人員在核實(shí)跳閘矩陣時(shí)，誤認(rèn)為跳斷路器2是跳#2主變高壓側(cè)開關(guān)2202第二組跳閘線圈（保護(hù)裝置出口方式表達(dá)不直接，沒有以實(shí)際跳閘開關(guān)命名，實(shí)際為跳母聯(lián)），而跳斷路器2均為配置在保護(hù)出口跳閘矩陣中。

電廠繼保人員和廠家未經(jīng)詳細(xì)核實(shí)評估，將跳閘矩陣進(jìn)行了修改，將跳斷路器2（跳母聯(lián)開關(guān)）整定進(jìn)所有保護(hù)元件的跳閘矩陣中。同時(shí)，在出口傳動過程中，因220 kV母聯(lián)開關(guān)在運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)變組保護(hù)跳220 kV母聯(lián)壓板退出，未對其出口回路進(jìn)行傳動，出口傳動未發(fā)現(xiàn)跳閘矩陣誤整定。上述情況為本次#2機(jī)組汽機(jī)超速試驗(yàn)誤跳母聯(lián)事件埋下隱患。

3 暴露的問題及防范措施

3.1 安全交底不到位

繼電保護(hù)人員對廠家人員安全交底不夠，雙方對回路定值修改風(fēng)險(xiǎn)預(yù)計(jì)不足，想當(dāng)然地都認(rèn)為對方熟悉設(shè)備，未嚴(yán)格互相督促提醒。

防范措施：加強(qiáng)設(shè)備現(xiàn)場作業(yè)管理，作業(yè)過程風(fēng)險(xiǎn)控制措施不能流于形式，應(yīng)做好作業(yè)安全技術(shù)交底。

3.2 定值管理流程落實(shí)不到位

在定值的管理上存在問題，繼電保護(hù)人員發(fā)現(xiàn)保護(hù)跳閘出口同時(shí)跳#2主變高壓側(cè)開關(guān)的兩組跳閘線圈，更改二次回路后麻痹大意，未通過專業(yè)審核即時(shí)修改定值。

防范措施：加強(qiáng)繼電保護(hù)定值的管理工作，保護(hù)裝置功能更新、二次回路改造，應(yīng)按照繼電保護(hù)管理規(guī)定、繼電保護(hù)反事故措施要求徹底核查，完善電廠定值的修改審批管理工作。

3.3 班組人員技能培訓(xùn)不到位

繼電保護(hù)人員違反規(guī)定，未對發(fā)現(xiàn)的問題徹底分析，未對回路徹底校核。

防范措施：加強(qiáng)對繼保人員的培訓(xùn)，特別是涉網(wǎng)安全設(shè)備相關(guān)管理規(guī)定的培訓(xùn)，使相關(guān)人員熟悉涉網(wǎng)安全設(shè)備管理、繼電保護(hù)管理規(guī)定，熟悉現(xiàn)場繼電保護(hù)配置原理，了解動作過程及后果。

4 結(jié)語

近些年，大批新機(jī)組相繼建成投產(chǎn)，這對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了積極作用。與此同時(shí)，近年電廠繼電保護(hù)頻繁不正確動作的趨勢逐步提升，表現(xiàn)在繼電保護(hù)人員對新設(shè)備的認(rèn)識不足，檢修調(diào)試經(jīng)驗(yàn)欠缺，運(yùn)行維護(hù)水平亟待加強(qiáng)等方面。電網(wǎng)為防止誤碰、誤整定、誤接線（簡稱“防三誤”）繼電保護(hù)事故事件，根據(jù)預(yù)防為主的原則，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)繼保部門每年均下發(fā)相關(guān)繼電保護(hù)“防三誤”的核查標(biāo)準(zhǔn)，要求杜絕廠網(wǎng)繼電保護(hù)異常跳閘事件事故。此次的220 kV母聯(lián)開關(guān)跳閘，發(fā)變組逆功率保護(hù)出口跳閘矩陣誤整定事件，正屬于“防三誤”中誤整定的范疇，所暴露的問題值得同行業(yè)思考學(xué)習(xí)，舉一反三，為后續(xù)繼電保護(hù)檢修提供參考。