西門子7SJ62綜保低電壓保護誤動檢查分析

房家才王善菊房家睿

（1. 天津鋼鐵集團有限公司動力廠，天津　300301；2. 上汽通用五菱青島分公司，山東 青島　266500；3. 青島煉油化工有限責任公司，山東 青島　266500）

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西門子7SJ62綜保低電壓保護誤動檢查分析

房家才1王善菊2房家睿3

（1. 天津鋼鐵集團有限公司動力廠，天津300301；2. 上汽通用五菱青島分公司，山東 青島266500；3. 青島煉油化工有限責任公司，山東 青島266500）

運行在同一段6kV母線上6臺高壓電動機配置的是西門子7SJ62綜保，但在二次電壓小母線故障時，低電壓保護動作卻不相同，3臺跳閘，3臺閉鎖。針對這起誤動事故，技術人員抽絲剝繭，縝密分析，判斷出是閉鎖邏輯運算時間不穩定造成的，隨后提出了重新整定或更新保護裝置的應對措施。

7SJ62綜保；低電壓保護；閉鎖低電壓

工廠企業的生產離不開機泵，低電壓保護作為電機的常規后備保護廣泛應用［1］。隨著微機保護技術的不斷發展，原理成熟、人機界面友好的新型數字式保護裝置已經逐步取代了老一代的保護裝置。青島煉化電網6kV高壓電機保護采用西門子7SJ62綜合保護，7SJ62是集多功能保護、監控于一體的綜合測控裝置，還可利用連續功能圖（CFC）實現編程邏輯運算［2］。

1　事故現象

2015年5月7日常減壓變電站6kV AⅡ段母線6臺電機突然發出電壓保護信號，隨后運行人員到達現場檢查，其中 3臺高壓電機開關分閘，3臺高壓電機運行，分閘回路綜保低電壓跳閘指示燈亮，查閱7SJ62的跳閘記錄發現分閘電機是低電壓保護動作跳閘，查閱更詳細的事件順序動作記錄發現，未跳閘電機無保護動作，但無論是跳閘還是未跳閘電機均發出了 PT斷線告警和閉鎖低電壓信號。技術人員下載了事故發生時的保護配置、事件記錄和故障錄波以便進一步分析。

2　保護動作分析

2.1參數和定值檢查

有3臺保護動作，3臺未動作，各以1臺作比對分析，其中電機P116B未跳閘，P103B已跳閘。首先查對綜保參數和保護定值，是否按定值單設定。經查各回路電壓保護定值相同且正常，見表1。另外，7SJ62的低電壓保護設有起動條件，使用電流監視作為額外判據，只有當低電壓起動判據滿足且相應電流超過開關最小合位電流（BkrClosed I Min）時，低電壓保護才會起動，在保護地址0212查得此值是 0.04A，電機的運行電流均大于此電流，也就是說在同等條件下，低電壓保護應動作相同。

表1　參數定值對照表

再調閱7SJ62的Masking I/O配置矩陣，見表2，兩電機綜保低電壓保護配置了第4個出口開出，接入各自的跳閘回路，點亮第5個LED指示燈，在配置上和外部接線上都沒有問題。

表2　開入開出配置矩陣表

2.2故障錄波和事件記錄

調出故障錄波比對（圖1），在故障發生瞬間，兩裝置的電壓并沒有大的區別，UL12=93V，UL23=28V，UL31=67V，即UL＜65V，所以低電壓保護“U＜”起動是正確的，但從事件記錄和故障錄波中可見P116B的“U＜”并未起動。

再將兩回路的事件記錄列表對比，見表3。設系統故障時間為0ms，則P116B閉鎖低電壓時間是341ms，P103B低電壓動作時間是495ms（表1中可查定值是500ms），而閉鎖低電壓時間是681ms。也就是說，P116B閉鎖住了低電壓保護，而P103B卻在低電壓保護起動后發出閉鎖，從而導致跳閘。

圖1　故障錄波圖

表3　事件記錄對照表

2.3低電壓閉鎖邏輯

再查看表1配置矩陣，閉鎖低電壓“BLOCK U＜”是7SJ62裝置的內部信號（int SP），是通過邏輯程序運算后發出的。這也是西門子綜保的一個特別特性，它有一個PLC，可利用CFC（連續功能圖）快捷、方便地純圖形化編程［3］。調出各回路綜保的低電壓閉鎖邏輯，經比對沒有不同，如圖2所示。

圖2　閉鎖低電壓邏輯圖

圖2中相關輸入量的涵義見下表4，閉鎖低電壓動作輸出邏輯是相電流不小于二次值滿量程的5%，且線電壓小于15V或負序電壓大于8V。

表4　輸入量含義表

根據圖1故障錄波波形對比圖可以得到，最低線電壓UL23＞15V，該模塊輸出是0，不輸出閉鎖條件。將波形圖重新分配信號查出，Ua=54V，Ub=40V，Uc=15V，負序電壓U2=19V。即負序電壓U2＞8V，該模塊將發出閉鎖條件，同時，電機三相二次電流均大于0.05A，所以閉鎖低電壓是應該發出的，跳閘的P103B電機應屬于低電壓保護誤動。表3也證明P103B電機跳閘時，閉鎖低電壓發出時間晚于低電壓動作的時間，從而導致誤跳，但在同樣的閉鎖邏輯下P116B卻正確閉鎖。所以需要通過試驗，進一步測算閉鎖低電壓邏輯的運算輸出時間。

2.4低電壓閉鎖試驗

跳閘時，是負序電壓閉鎖，所以重點是驗證負序電壓閉鎖邏輯運算時間。用綜保測試儀向保護裝置輸入三相電壓，將一相設成按調節步長可變，即可模擬出負序電壓閉鎖。50次試驗結果統計分析見表5，7SJ62綜保的閉鎖低電壓邏輯運算時間并不固定，其中超過500ms動作占總次數的21%，所以在事故發生時，低電壓誤動的可能性很大。

表5　試驗數據分析表

隨后模擬事故電壓下的保護動作情況，閉鎖低電壓多次在630ms左右發出，進一步驗證閉鎖邏輯運算時間的不確定性是導致保護誤動的根本原因。

2.5應對措施

為躲過閉鎖邏輯的運算時間，并滿足保護電機和生產工藝的要求，經過重新整定計算，將 7SJ62的低電壓保護動作時間設為 0.8s。另外，對確需快速動作的電機回路，把保護裝置更新為 7SJ68，該裝置無需再編程運算，其固有的 PT斷線閉鎖功能動作迅速，能夠滿足實際要求。

3　結論

通過以上分析可知，微機保護功能固然強大，便捷、靈活方便使用，但要透徹掌握其性能，嚴謹配置，才能確保其動作的可靠性。同時也需加強保護試驗人員的技能培訓，在驗收和檢修時全面檢測出保護裝置存在的問題隱患。

［1］ 巢蒸. SEL-749M低電壓保護誤動作的分析與改進［J］.電力系統保護與控制，2009，37（20）︰117-119.

［2］ SIPROTEC多功能保護繼電器 7SJ62/63/64 V4.6手冊C53000-G115D-C147-7［Z］. 西門子有限責任公司，2005.

［3］ DIGSI CFC手冊 E50417-H115D-C098-A1［Z］. 西門子有限責任公司，2005.

Analysis of the SIEMENS 7SJ62 Low Voltage Protection Malfunction

Fang Jiacai1Wang Shanju2Fang Jiarui3
（1. Tianjin Steel Group Co.，Ltd，TianJin300301；2. SGMW Qingdao Branch，Qingdao，Shandong266500；3. Qingdao Oil Refining Chemical Co.，Ltd，QingDao，Shandong266500）

Running in the same 6kV bus 6 high-voltage motor configuration is SIEMENS 7SJ62 Multi-Functional protection，but the secondary voltage of the bus fault，low voltage protection action is different，Three trip，three no. In view of the accident，the technical personnel make a painstaking investigation，careful analysis，determine the instability caused by locking U＜logic operation time，then by graphic proportion method measured phase voltage phase angle，simulate the fault voltage protection action confirmed the reason of malfunction.Subsequently proposed resetting calculation or update the protection device to solve the problem.

7SJ62 Multi-Functional protection； low voltage protection； low voltage lockout

房家才（1974-），男，本科，電力工程師，從事發電廠電氣工作20多年，有著豐富的工作經驗，現從事蒸汽發電機組及配電裝置運行檢修管理。