一起220kV母聯(lián)開關跳閘事件分析

引言

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

1事件經過

2024年2月9日,某電廠2號機大修后做汽機超速試驗。2號機組帶245MW負荷,2號機做大修后汽機超速試驗負荷降至3MW,2號機組、2號啟備變、甲線掛220kV1M母線,乙線、2號機組、2號啟備變掛220kV2M母線,雙母線并列運行,如圖2所示。

2014-01-09T19:24,在汽輪機調節(jié)汽門過程中,DCS光字牌顯示"1)2號發(fā)電機逆功率保護動作:2)2號機發(fā)變組保護B套裝置報警:3)220kV母聯(lián)2012開關跳閘"。機組運行人員現(xiàn)場檢查2號發(fā)電機保護B屏CSC-306D"逆功率保護"動作出口,動作時間182S(A屏逆功率保護啟動未出口),2號主變高壓側2202開關、220kV母聯(lián)2012開關、滅磁開關跳閘,主汽門關閉。

2原因分析

2.1逆功率保護原理及定值

本裝置逆功率保護設有1段2時限,短延時發(fā)信,長延時跳閘[1],邏輯圖如圖3所示。

根據(jù)逆功率保護長延時動作的原理,只要投入逆功率保護,在機組逆功率達到整定值(1%額定有功即二次值5.82w,一次值2MW)且無機組PT斷線的情況下,逆功率保護延時5S發(fā)信,延時180S動作出口。

保護還配置有程跳逆功率保護,保護動作的條件有主汽門關閉,逆功率保護投入,在機組逆功率達到整定值(1%額定有功即二次值5.82w,一次值2MW)且無機組PT斷線的情況下,逆功率保護延時1.5S動作出口。

2.2動作情況分析及排查過程

2.2.1逆功率保護動作情況

2014-01-09T19:24:19,運行人員執(zhí)行2號機組汽機超速試驗相關工作。在汽輪機調節(jié)汽門過程中,2號發(fā)電機保護B屏CSC-306D(A屏逆功率保護啟動未出口)"逆功率保護"動作出口(182S動作),2號主變高壓側2202開關、220kV母聯(lián)2012開關、滅磁開關跳閘,主汽門關閉。

220kV母聯(lián)2012開關跳閘后現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),220kV母線保護無報警及動作報告,2號發(fā)變組保護B屏"后備保護動作"燈亮,DCS發(fā)"1)2號發(fā)電機逆功率保護動作:2)2號機發(fā)變組保護B套裝置報警:3)220kV母聯(lián)2012開關跳閘"信號。發(fā)變組保護B屏的動作報文顯示發(fā)電機逆功率保護啟動后182S動作跳閘,發(fā)電機逆功率P=16.75,滿足動作條件,保護動作出口。

2.2.2故障排查過程

2號機A屏19:24:30.897逆功率6.031w動作發(fā)信,B屏19:24:26.855逆功率6.5w動作發(fā)信。因A、B屏的采樣精度偏差,B屏逆功率保護發(fā)信比A屏逆功率保護發(fā)信先動作4S左右,因此B屏先達到逆功率長延時動作出口時間,B屏保護出口跳閘,而A屏未出口跳閘。本次試驗未關閉主汽門,因此程跳逆功率未啟動出口。

檢查發(fā)變組保護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、跳B分支開關、啟動快切、跳滅磁開關、關主汽門、跳備用跳閘3、跳備用跳閘4(其中斷路器1為#2主變高壓側開關2202,斷路器2為母聯(lián)開關2012,備用跳閘3為

自動勵磁調節(jié)器輸出開關,備用跳閘4為手動勵磁調節(jié)器輸出開關)。

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(實際為母聯(lián)開關)整定進了跳閘矩陣中。逆功率跳閘矩陣誤整定是造成母聯(lián)開關跳閘的直接原因。按整定方案,僅需將過流保護1時限整定(跳斷路器2)跳母聯(lián)開關。相關裝置整定如圖4所示。

2.2.3誤跳母聯(lián)開關根本原因分析

2013年中旬,中調轉發(fā)了電網總調《電廠安全穩(wěn)定防線優(yōu)化方案討論會議紀要》,并要求我廠在具體時間內完成對機組失步保護定值優(yōu)化調整工作,具體原則如下:1)機組失步保護整定范圍延伸至電廠送出線路對側變電站,即延伸至220kk對側變電站:2)為分散動作風險,機組滑極次數(shù)定值分兩輪整定。即不重要機組定義為第一輪跳閘對象,重要機組為第二輪跳閘對象,后者滑極次數(shù)需比前者大。由于我廠無裝設失步解列裝置,兩臺機組發(fā)變組保護亦無配置失步保護(機組為V22MW發(fā)電機,可不配置發(fā)電機失步保護),按中調通知要求需進行機組失步保護定值整定并投入。

原該廠發(fā)電機CSC-326D保護失步保護被配置為隱藏(失步保護功能未投入)。為投入失步保護功能,電廠繼保人員結合V216年度V號機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CSC-326D失步保護功能,并對該裝置做了相應的保護裝置補充檢驗。其間發(fā)現(xiàn),V號發(fā)變組保護A、B屏跳閘出口均同時跳#V主變高壓側開關VV2V兩組跳閘線圈,不符合電網反措雙重化配置的保護跳閘回路應相互獨立,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,廠家及電廠繼保人員在核實跳閘矩陣時,誤認為跳斷路器V是跳#V主變高壓側開關VV2V第二組跳閘線圈(保護裝置出口方式表達不直接,沒有以實際跳閘開關命名,實際為跳母聯(lián)),而跳斷路器V均為配置在保護出口跳閘矩陣中。

電廠繼保人員和廠家未經詳細核實評估,將跳閘矩陣進行了修改,將跳斷路器V(跳母聯(lián)開關)整定進所有保護元件的跳閘矩陣中。同時,在出口傳動過程中,因VV2kV母聯(lián)開關在運行狀態(tài),發(fā)變組保護跳VV2kV母聯(lián)壓板退出,未對其出口回路進行傳動,出口傳動未發(fā)現(xiàn)跳閘矩陣誤整定。上述情況為本次#V機組汽機超速試驗誤跳母聯(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

繼電保護人員對廠家人員安全交底不夠,雙方對回路定值修改風險預計不足,想當然地都認為對方熟悉設備,未嚴格互相督促提醒。

防范措施:加強設備現(xiàn)場作業(yè)管理,作業(yè)過程風險控制措施不能流于形式,應做好作業(yè)安全技術交底。

3.2定值管理流程落實不到位

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

防范措施:加強繼電保護定值的管理工作,保護裝置功能更新、二次回路改造,應按照繼電保護管理規(guī)定、繼電保護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班組人員技能培訓不到位

繼電保護人員違反規(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:加強對繼保人員的培訓,特別是涉網安全設備相關管理規(guī)定的培訓,使相關人員熟悉涉網安全設備管理、繼電保護管理規(guī)定,熟悉現(xiàn)場繼電保護配置原理,了解動作過程及后果。

4結語

近些年,大批新機組相繼建成投產,這對電網的安全穩(wěn)定運行起到了積極作用。與此同時,近年電廠繼電保護頻繁不正確動作的趨勢逐步提升,表現(xiàn)在繼電保護人員對新設備的認識不足,檢修調試經驗欠缺,運行維護水平亟待加強等方面。電網為防止誤碰、誤整定、誤接線(簡稱"防三誤")繼電保護事故事件,根據(jù)預防為主的原則,電網調度機構繼保部門每年均下發(fā)相關繼電保護"防三誤"的核查標準,要求杜絕廠網繼電保護異常跳閘事件事故。此次的VV2kV母聯(lián)開關跳閘,發(fā)變組逆功率保護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)思考學習,舉一反三,為后續(xù)繼電保護檢修提供參考。