短引線差動保護誤動跳機原因分析及預防措施

張太林

(四川廣安發電有限責任公司,四川廣安 638000)

0 引言

某發電廠500kV系統采用3/2接線方式,共有3個完整串,其中2條出線分別經第1串、第3串接入500kV電網,4臺機組(#3、#4、#5、#6燃煤汽輪發電機組)分別接入第1串、第2串、第3串。

1 系統概況

該廠500kV系統正常運行時,4臺機組全部運行,主變壓器(以下簡稱主變)出口刀閘均合閘,500 kV9個開關(5011,5012,5013,5021,5022,5023,5031,5032,5033開關)均合閘,2條線路I,II全部運行,500kV系統環網運行。500kV斷路器、線路、母差保護及安控裝置按運行規程正常投運,短引線差動保護隨主變出口刀閘的合閘而自動退出。短引線差動保護依靠對應機組主變出口刀閘的輔助接點來自動控制投、退。500kV系統接線圖如圖1所示。

如圖1所示,500kV2條出線均沒有設計隔離刀閘,500kVⅠ線5012,5013開關之間和500kVⅡ線5032,5033開關之間也沒有設計短引線差動保護。4臺機組主變至500kV系統都設計有隔離刀閘,與機組相連的2個開關之間均設計有短引線差動保護。當某機組停運時,斷開其主變出口刀閘,使機組與500kV系統斷開,與機組相連的2個開關之間的短引線依靠短引線差動保護來快速切除故障。此時,短引線差動保護隨主變出口刀閘的斷開而自動投運。

2 事故前500kV系統運行情況

下面分析短引線保護誤動跳機事故前,該廠500kV系統運行情況。

(1)2008年10月起,電網負荷低,該廠#3、#4、#6機組停運,只運行了#5機組。

圖1 500kV系統接線圖

#4機組停運后,退出#4機組發電機變壓器組(以下簡稱發變組)A,B保護屏出口壓板,斷開#4主變出口刀閘,再合上500kV5021,5022開關,保持500kV環網運行,5021和5022開關之間的短引線差動保護隨#4主變出口刀閘的斷開自動投入運行。

同樣,#3、#6機組停運后,退出了#3、#6機組發變組A,B保護屏出口壓板,斷開了#3、#6主變出口刀閘,合上了500kV5011,5012,5031,5032開關,保持500kV環網運行,5011,5012開關之間和5031,5032開關的短引線差動保護隨#3、#6主變出口刀閘的斷開自動投入運行。

(2)該電廠利用只運行#5機組的有利時機,配合電網公司先后安排了500kV系統各開關、CT清掃預試及保護校驗等檢修工作。

2008年11月12日11時按四川省電力調度中心調令斷開了500kV第1串5013、第2串5023、第2串5033開關,辦理了“500kVII組母線、PT及避雷器清掃預試”檢修工作票。此時,#3、#4、#6機組停運,其主變出口刀閘全部斷開,與#3、#4、#6機組相連的5011和5012開關之間、5021和5022開關之間、5031和5032開關之間的短引線差動保護自動投運。運行的#5機組只能通過5022,5021及500 kVⅠ母及5011,5012,5031,5032開關向500kVI,II回線路送出負荷。此時,500kV5022和5021開關任一開關跳閘,都必將使#5機組無送出通道跳機;相比正常運行時,#5機組可以通過500kV5022和5023開關經2條母線送出負荷,可靠性大大下降。

(3)#4機組發變組保護電流采樣情況。#4機主變差動保護1用的電流信號來自:500kV5021開關#14組CT和5022開關#21組CT,這2個電流信號先到發變組保護A屏;再串接至5021開關保護屏的短引線差動1,供短引線差動保護差流信號;最后串接至500kV安控裝置。

#4機組主變差動保護2同保護1,冗余配置,用的電流信號來自:500kV5021開關#13組CT和5022開關#22組CT,先到發變組保護B屏,再串接至5021開關保護屏上的短引線差動2,最后串接至500kV安控裝置。

3 短引線保護誤動跳機的事故經過

2008年11月13日,該廠“500kVII母檢修”工作仍在進行。2008-11-13T16:00電控員檢查發現#4機發變組保護B屏發“主變差動CT斷線”和“差流越限”2個信號異常報警,檢查停運的#4機組已退出了#4發變組保護A,B屏出口跳500kV5021和5022開關壓板,確認#4機組發變組保護不會誤動跳開500kV5021和5022開關,匯報了當班值長并通知了電氣維護人員檢查處理這2個“異常報警”。

2008-11-13T17:23500kV5021和5022開關跳閘,#5機組跳閘。

隨后,電氣維護人員檢查回話,#5機組跳閘的原因為500kV5021和5022開關之間的短引線差動保護誤動。

2008-11-13T20:30電氣維護人員將#4機組發變組保護B屏內短引線差動保護引接的5021開關#13組CT三相短接。

2008-11-13T20:43合上#4機組主變出口5021開關。

2008-11-13T21:09#5機組經5022開關與系統并網,帶負荷正常。

4 短引線差動保護誤動跳機的原因分析

電氣維護人員接到運行電話通知后,于2008-11-13T16:25檢查發現:#4機組發變組保護B屏5021開關#13組CTA相電流采樣顯示值為0,測量二次回路三相電流均為0.14A。由于保護用的電流采樣回路全部密封在裝置內部,且#5機組正在運行,500kV5021,5022開關在運行狀態,電氣維護人員擔心檢查中誤動跳機,向運行人員交代,無法在機組運行中處理,暫監視運行。

2008-11-13T17:23500kV5021開關、5022開關跳閘,#5機組跳閘。

機組跳閘后,電氣人員詳細檢查發現,引起500 kV5021開關短引線差動保護動作的原因為:#4機組發變組保護B屏CT采樣板上的二次隔離變燒壞,形成了開路,且該電流回路與5021開關短引線差動保護為同一電流回路串接,最后造成了5021開關短引線差動保護差流采樣值超過動作值,且不滿足TA斷線閉鎖保護條件,而動作出口跳開了5021開關、5022開關。由于此時500kVⅡ母在檢修,5023開關處于斷開狀態,5021開關和5022開關跳閘造成#5機組無送出通道跳機。

5 事故預防措施

5.1 加強預案管理

嚴格制訂特殊異常運行方式下的安全技術保障措施并切實落實到位。500kVⅡ母檢修,5023開關斷開,#5機組只能通過5022和5021開關送出負荷,應制訂防止5021和5022開關誤跳的詳細安全技術保障措施并實施。

5.2 加強檢修管理

電氣維護人員應加強各自責任區內的設備定期定點巡視檢查,及早發現諸如端子排接線發熱等缺陷,早發現、早處理,防患于未然。該次事故原因就是設備質量差,電氣巡視維護不到位,沒有及時發現發變組保護B屏CT采樣板的二次隔離變壓器副邊過熱。

合理安排檢修,特別是外委檢修的管理,要從外委單位資質、人員技術、人員數量等方面,嚴格控制檢修質量,合理縮短檢修工期。500kVⅡ母檢修,2008年11月12日11時開工,11月14日21時工作結束,歷時近2.5d,檢修工期過長,留下了安全隱患。

5.3 加強運行管理

嚴格執行“兩票三制”,規范缺陷管理,把各項規章制度落實到實處,形成閉環。運行必須認真做好危險點分析和生產逐級匯報工作,發現異常,值班員應將檢查發現的問題、現象及時匯報值長,值長不能確定問題及其危害程度時,應請示相應專工和領導以獲得技術支持,使更多的技術人員都想問題、找措施,從而解決問題,預防事故的演變和擴大。

5.4 加強維修培訓

電氣維護人員作為電氣一次、二次設備的維護和日常檢查人,其技能培訓尤其重要。電氣繼保人員應比運行人員更清楚二次系統設備的接線、電壓/電流采樣及二次負荷的分配、保護配置情況,更應分析到所有可能誤動的保護并要求運行及時退出相關保護,避免保護誤動。此次電流異常檢查處理過程中,電氣人員只是判斷了問題在發變組保護B柜的電流采樣裝置,沒有分析到該電流也串接到了5021和5022開關短引線差動保護。

5.5 加強運行培訓

運行人員是機組異常的第一發現者和事故處理者。運行人員對電氣二次測量、保護配置情況等知識掌握不精,不熟悉繼電保護的電壓、電流采樣及二次負荷的分配情況。此次事故暴露出運行人員沒有掌握“5021開關CT的電流采樣信號也串接至了5021,5022開關短引線保護”知識。因此,必須加強運行人員的技能培訓。

5.6 加強生產技術管理

認真吸取事故教訓,分析事故原因,舉一反三,突出重點,對照國電發[2000]589號文《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》和有關規定制訂專項整改措施,修訂、完善運行規程(規程中沒有短引線差動保護電流取樣及其保護投停等具體規定),盡快消除設備缺陷,全面解決生產管理中存在的問題,杜絕同類事故再次發生。

6 結束語

電氣人員必須高度重視短引線差動保護問題,不斷完善規程和預案,認真學習掌握其二次接線及負荷分配,勤檢查、早發現,果斷處理異常,才能控制異常擴大為事故。

[1]余耀權,陳少華.500kV短引線保護誤投入運行的分析和處理[J].電力自動化設備,2003,23(12):84-85.

[2]侯勁松.短引線保護中的問題探討[J].安徽電力職工大學學報,2001,6(3):92-93.

[3]國家電力調度通訊中心.電力系統繼電保護實用技術問答[M].2版.北京:中國電力出版社,2002.