6 kV高壓電動機綜保裝置缺陷分析及邏輯優化

堯 瑤

（廣東粵電靖海發電有限公司，廣東揭陽515200）

0 引言

某火電廠#3、#4機組6 kV分為A、B、C三段母線，有兩臺啟備變作#3、#4機組6 kV備用電源。高壓電動機測控裝置全部采用國電南自PSM 692U型綜合保護裝置，均配置有低電壓和PT斷線檢測等相關保護。當時PSM 692U電動機綜合保護測控裝置的版本號為V2.11.106，校驗碼A2B5。

1 事件經過

事件1：2015-01-16T10：30：27，#4機組6 kV C段母線電壓互感器二次側A、B兩相保險熔斷后，綜保裝置未判出PT斷線閉鎖低電壓保護（一相、兩相或三相斷線均應閉鎖低電壓保護動作），低電壓保護誤動導致#4機C凝結水泵、C循環水泵、D/E磨煤機跳閘，#4機組負荷由750 MW降至500 MW。

事件2：2015年9月13日，#3機因故跳閘，6 kV 3B段母線失壓，母線電壓曲線如圖1所示，在6 kV 3B段工作電源開關跳開后，0.75 s內母線三相線電壓已降至低電壓保護動作值（低電壓保護定值為50 V，延時0.5 s），但3B循環水泵電機、3B前置泵電機、3B引風機電機、3B送風機電機開關低電壓保護拒動，開關未跳閘。

圖1 6 kV 3B段母線電壓趨勢圖

3B一次風機電機、3C磨煤機電機、3F磨煤機電機在熱控DCS邏輯保護動作（圖2）后6 kV開關跳閘，開關斷開后報低電壓保護動作。3B凝結水泵電機、3B工業水泵電機在跳機前未運行，報低電壓保護動作。

6 kV 3B段工作電源開關跳開2 s后，廠用電長延時切換（定值2 s）至#01啟備變，由于未跳開的電動機群自啟動，導致啟備變高壓側及低壓側B分支過載（圖3）。

#3、#4機組6 kV 3B段、4A段均采用長延時切換，如#3、#4機組同時跳閘，一旦6 kV 3B段、4A段電動機低電壓保護未動作，有可能導致啟備變過載跳閘，機組失去廠用電，擴大事故范圍。

圖2 #3機跳閘SOE記錄

2 原因分析

該廠#3、#4機組6 kV電機低電壓保護定值為50 V，延時0.5 s跳閘，設置了當PT斷線時閉鎖低電壓保護，此V2.11.106版本保護裝置PT斷線閉鎖有以下判據（兩者為或邏輯）：

（1）三相線電壓同時小于30 V且工作電流大于0.06 A時，判PT斷線，瞬時閉鎖低電壓保護，延時3 s發PT斷線告警；

（2）三相線電壓中任意兩個線電壓之間壓差大于30 V，判PT斷線，瞬時閉鎖低電壓保護，延時3 s，發PT斷線告警。

低電壓保護誤動分析：此V2.11.106版本保護裝置提供的低電壓保護邏輯中對PT斷線閉鎖功能不完善，不具備兩相PT斷線閉鎖低電壓保護動作功能，導致4C段電動機低電壓保護未受PT斷線閉鎖而誤動作。

圖3 6 kV 3B段未跳開電動機自啟動電流波形

低電壓保護拒動分析：#3機組跳閘后，#3發電機程跳逆功率保護動作跳開#3機6 kV B段工作電源進線開關，6 kV B段母線三相電壓下降到低電壓動作值（50 V）時，事故前停運的3B工業水泵、3B凝結水泵以及DCS邏輯跳閘的3C/3F磨煤機、一次風機因沒有負荷電流，不判據PT斷線，故低電壓保護動作；3B循環水泵、3B引風機、3B送風機及3B前置泵電機在母線電壓降低到動作值時，低電壓保護啟動，但未達到0.5 s延時尚未出口跳閘，從#3發變組故障錄波圖（圖1）可以看出，在母線電壓下降到動作值50 V再過0.3 s后，線電壓已下降到30 V以下，且還有工作電流，滿足判斷PT斷線閉鎖條件，PT斷線瞬時閉鎖低電壓保護。故障記錄沒有報PT斷線告警，是因為在發PT斷線告警信號（延時3 s）前快切裝置已切換成功（長延時切換時間2 s），電壓已恢復，故不再發PT斷線告警信號。

3 邏輯優化及測試報告

聯合國電南自廠家對綜保裝置PT斷線判據邏輯進行完善優化，對PT斷線閉鎖低電壓進行動模試驗，并出具試驗報告。

3.1 PT斷線判據邏輯優化

PT斷線判據邏輯優化如圖4所示。

圖4 PT斷線判據

3.2 邏輯測試

（1）單相斷線：將任意一相電壓變為零，裝置發PT斷線信號。

是否正確（打“√”表示）：正確√；錯誤 。

（2）兩相斷線：

1）有流定值測試：同時輸入A、C相電流，將任意兩相電壓變為零，裝置發PT斷線信號。改變輸入電流，記錄數據如表1所示。

表1 有流定值測試數據

2）電流增加量測試：輸入三相保護電流和三相額定保護電壓，然后將任意兩相電壓變為零，同時增加電流，使低電壓動作。記錄數據如表2所示。

（3）三相斷線：

表2 電流增加量測試數據

1）有流定值測試：同時輸入A、C相電流和三相額定電壓，將三相電壓變為零，裝置發PT斷線信號。改變輸入電流，記錄數據如表3所示。

表3 有流定值測試數據

2）電流增加量測試：輸入三相保護電流和三相額定保護電壓，然后將三相電壓變為零，同時增加電流，使低電壓動作。記錄數據如表4所示。

表4 電流增加量測試數據

3）du/dt值測試：輸入A、C相電流和三相額定電壓，改變其電壓變化率，使PT斷線動作，記錄數據如下：電壓變化終值22.500 V；電壓滑差變化始值309.000 V/s；電壓滑差變化終值291.000 V/s；電壓滑差變化步長3.000 V/s；保持時間0.600 s；頻率50.000 Hz。

測試結果如表5所示。

表5 測試結果

4 裝置升級整改

按照上述PT斷線判據邏輯升級6 kV綜合保護測控裝置軟件版本，現場使用數字繼電保護測試儀進行模擬實驗，確保繼電保護裝置可靠性。