一起備用電源跳閘原因分析.doc

寧德電廠備用電源保護(hù)跳閘原因分析福建大唐國際寧德發(fā)電有限責(zé)任公司：方浩 滕逸鵬 孫偉摘要：本文詳細(xì)分析了一起備用電源保護(hù)跳閘的動作原因，通過分析保護(hù)跳閘的動作行為發(fā)現(xiàn)了保護(hù)裝置在設(shè)計和接線方面存在的問題，并提出解決方案。關(guān)鍵詞：備用電源 故障 跳閘 一、故障現(xiàn)象2008年04月06日12時01分46秒，0號啟備變第一套南瑞RCS978EC保護(hù)和第二套許繼WBH801保護(hù)動作，保護(hù)裝置跳閘出口燈亮，保護(hù)動作出口跳啟備變各側(cè)開關(guān)；3號機(jī)6千伏3B段工作進(jìn)線REF541保護(hù)動作出口，3B段全部失電；唐甘線220kV線路南瑞RCS931差動保護(hù)動作，差動保護(hù)跳閘指示燈點亮，對側(cè)220kV唐甘線開關(guān)收遠(yuǎn)跳信號跳閘。 就地檢查3號機(jī)6千伏開關(guān)柜發(fā)現(xiàn)3號機(jī)6千伏3B段備用進(jìn)線PT柜間隔和進(jìn)線封母連接處發(fā)生短路，出現(xiàn)放電燒損痕跡。二、故障分析：從保護(hù)動作情況分析如下：1、0號啟備變第一套南瑞RCS978EC保護(hù)動作信息：起動時間相對時間動作相別動作信息2008-04-06 12：01：46：72501207msABCIV側(cè)過流I段02004msABCIV側(cè)過流II段02304msABCIV側(cè)過流III段從故障波形分析，開始出現(xiàn)故障時，A、B相電流突增，C相電流為零，是由于在備用進(jìn)線PT柜間隔和進(jìn)線封母連接處發(fā)生AB相短路，故障電流出現(xiàn)，約40ms后故障發(fā)展成為三相短路。0啟備變南瑞第一套RCS978EC IV側(cè)過流I、II、III段同時啟動，過流I段是限時速斷保護(hù)，1.2秒跳啟備變低壓B側(cè)（IV側(cè)）各對應(yīng)開關(guān)；過流II段和III段都為復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)，II段2.0秒跳啟備變低壓B側(cè)（IV側(cè)）各對應(yīng)開關(guān)，III段2.3秒跳啟備變各側(cè)開關(guān)，從系統(tǒng)切除啟備變。過流I、II段保護(hù)動作出口后跳開3B段備用進(jìn)線工作電源開關(guān)（備用進(jìn)線工作電源開關(guān)在發(fā)生故障前處于分位狀態(tài)），由于短路故障發(fā)生在備用進(jìn)線工作電源的上一級，3B備用進(jìn)線工作電源開關(guān)的跳開不能切除短路故障，短路故障仍然存在。2.3秒后過流III段動作出口，跳開啟備變各側(cè)開關(guān)，短路故障切除。2、6千伏3B段工作電源進(jìn)線開關(guān)REF541保護(hù)動作行為：REF541保護(hù)限時速斷I保護(hù)動作出口，3B段工作電源進(jìn)線開關(guān)跳閘。由于在上述短路故障發(fā)生時，電弧沖開備用進(jìn)線PT柜間隔隔板進(jìn)入到3B進(jìn)線開關(guān)，造成了3B段6千伏母線短路故障，從而REF541保護(hù)的限時速斷保護(hù)動作出口，3B段全部失電。3、220kV唐甘線RCS931保護(hù)動作行為：結(jié)合221開關(guān)跳閘回路圖紙分析，啟備變RCS978EC過流III段動作出口后，跳221開關(guān)的出口節(jié)點起動221開關(guān)CZX12R1操作箱內(nèi)的TJR繼電器，由TJR繼電器的輔助點出口跳221開關(guān)，在TJR繼電器起動的同時輸出一副常開節(jié)點開入到RCS931保護(hù)的“遠(yuǎn)跳”節(jié)點，RCS931收到“遠(yuǎn)跳”開入信號后發(fā)“遠(yuǎn)跳”信號到甘棠變唐甘線對側(cè)，對側(cè)收到該“遠(yuǎn)跳”信號后發(fā)跳閘命令跳甘棠變側(cè)唐甘線開關(guān)，220kV唐甘線失電。4、保護(hù)動作時序列表：保護(hù)動作時序表相對時間大唐側(cè)變位報告 甘棠側(cè)變位報告?zhèn)渥?207msIV側(cè)過流I段01RCS9782004msIV側(cè)過流II段01RCS9782304msIV側(cè)過流III段01RCS9782304mS發(fā)遠(yuǎn)跳01大唐RCS9312310mS閉重三跳01大唐RCS9312313mS收遠(yuǎn)跳01甘棠RCS9312324mS電流差動012343mSB相跳閘位置012345mSA相跳閘位置012346mSC相跳閘位置012361mSB相跳閘位置012362mSA相跳閘位置012362mSC相跳閘位置012378mS閉重三跳102384mS發(fā)遠(yuǎn)跳102518mS合閘壓力降低10從保護(hù)動作時序列表可以清晰的了解保護(hù)動作過程，有助于分析保護(hù)動作情況。三、保護(hù)動作原理剖析：通過以上分析，不免產(chǎn)生以下疑問？1、寧德電廠起備變保護(hù)動作，經(jīng)CZX12R1操作箱TJR跳本線路邊開關(guān)，同時TJR節(jié)點引入931AM保護(hù)遠(yuǎn)跳開入，這種設(shè)計是否合理？ 2、以上動作行為中，電廠側(cè)發(fā)遠(yuǎn)跳，甘堂側(cè)931AM遠(yuǎn)方起動跳閘，動作正確。但對于線路保護(hù)來說，是區(qū)外故障，為什么電廠側(cè)931AM在2324ms電流差動保護(hù)會動作？針對第一點疑問，聯(lián)系設(shè)計與省公司繼保處了解，將TJR節(jié)點引入線路保護(hù)作為遠(yuǎn)跳開入是省內(nèi)的傳統(tǒng)設(shè)計，鑒于我廠的備用電源線路接線方式（線路帶變壓器，無母線），我廠作為饋線端，此設(shè)計雖有問題，但也是可行的。針對第二點疑問區(qū)外故障差動保護(hù)動作，結(jié)合兩側(cè)931保護(hù)的錄波圖，可以發(fā)現(xiàn)兩側(cè)的電流在故障開始就有差流存在，在發(fā)生區(qū)外故障時，以A相為例，差動電流為1.1A左右，制動電流為2.5A左右。差動低定值為1A。以下為差動方程可以看出，差動門檻滿足，但由于比率制動方程不滿足，因此故障發(fā)生時差動保護(hù)不會動作。當(dāng)對側(cè)遠(yuǎn)方跳閘后，931AM中有一個差動聯(lián)跳邏輯（這一點931保護(hù)裝置說明書中沒有介紹此邏輯，事后聯(lián)系廠家得知），即：當(dāng)本側(cè)任意保護(hù)元件跳閘的同時，會給對側(cè)發(fā)一個跳閘相的差動聯(lián)跳令，對側(cè)保護(hù)收到差動聯(lián)跳令后，結(jié)合低比率制動系數(shù)（0.15）的穩(wěn)態(tài)差動選相元件和差動允許信號，如同時滿足以上條件則跳對應(yīng)相。報文顯示“電流差動保護(hù)”動作。以下為低比率制動系數(shù)的穩(wěn)態(tài)差動元件：本側(cè)事件中，甘堂側(cè)三跳后，給電廠側(cè)發(fā)三相內(nèi)部聯(lián)跳令，電廠側(cè)低比率制動系數(shù)的差動方程滿足，所以差動保護(hù)動作。附：波形兩側(cè)故障開始時的電流兩側(cè)故障開始時的差動電流和制動電流有效值 后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)造成差流原因為我廠線路CT分接頭引入錯誤，使本來變比為1200/5的CT接成600/5引入保護(hù)裝置中，造成兩側(cè)CT配置不一致出現(xiàn)的差流。四、處理建議 1、建議取消開入到931保護(hù)的TJR接點，因為此設(shè)計只要起備變保護(hù)動作，就直接遠(yuǎn)跳對側(cè)開關(guān)，存在不合理性。2、3號機(jī)6千伏備用進(jìn)線PT柜間隔和進(jìn)線封母連接處發(fā)生短路時，只能靠起備變后備保護(hù)，動作時間較長，不滿足速動性要求。建議擴(kuò)大起備變保護(hù)范圍，使起備變保護(hù)的主保護(hù)能保護(hù)到6千伏備用分支進(jìn)線開關(guān)處。3、由于備用電源線路很少帶負(fù)荷，即使帶負(fù)荷時，負(fù)荷電流也