保護裝置跳線設置錯誤引起的機組停運案例分析

杜寧寧 韓國強

摘 要：本文對一起電動機綜合保護裝置跳線設置錯誤引起的機組停運案例進行分析。深入分析了電動機綜合保護裝置跳線設置錯誤時，零序保護不動作的原因。為避免類似問題重復發生，具有借鑒意義。

關鍵詞：電動機綜合保護裝置；零序保護；跳線設置

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）11-0221-01

1 引言

發電廠廠用高壓電動機的可靠性決定著機組運行安全性能。WDZ-430電動機綜合保護測控裝置主要用于大型及中型三相異步電動機的綜合保護和測控，對2000kW及以上特大型電動機或主保護靈敏度校驗不合格需要加裝與之配套的WDZ-431電動機差動保護裝置。裝置可配置獨立的操作回路和防跳回路，可適用于各種出口的電動機回路。WDZ-430電動機綜合保護測控裝置具有接地保護功能。接地保護采用零序電流互感器獲取電動機的零序電流，構成電動機的單相接地保護。

2 事件經過

某電廠一臺300MW機組配置3臺6kV爐水泵電機，6kV廠用電系統為大電流接地系統。某日機組AGC方式運行，負荷207MW，主汽壓力16.6MPa，主汽溫538.1℃，爐A、B磨煤機運行，A、B、C爐水泵運行，A、B汽動給水泵運行，機組運行穩定。6kV爐水泵電機配置WDZ-430綜合保護裝置。運行中，爐水泵電機導電頭故障接地，電動機綜合保護裝置零序保護未出口跳閘，高廠變A分支零序保護動作跳6kV工作電源開關，保護動作閉鎖快切裝置，6kV工作A段母線失壓，A側磨煤機、一次風機、送風機等設備失電造成燃燒工況惡化，鍋爐“全爐膛無火”發出，鍋爐MFT動作，機組停運。

3 故障現象

檢查機組發變組保護A、B屏，發變組組保護柜發出“高廠變A分支零序保護動作”報警，A分支零序過流t1保護動作。A分支零序電流動作定值0.25A，動作時間1s，A柜零序動作電流：CPUA 1.3531A，CPUB 1.3855A；B柜零序動作電流CPUA 1.3775A，CPUB 1.3897A，折算至一次電流值為550A左右，高廠變A分支零序過流保護正確動作。保護動作閉鎖6kV工作A段快切，6kV工作A段母線失電，B段廠用電快切裝置動作正常，切至備用電源。400V保安段進線電源由工作進線切至備用進線，400V工作A段失電。爐水泵開關綜合保護裝置發出“過熱保護”報警，無當日其他保護動作報告，6kV工作A段其他開關無異常報警。

在爐水泵開關出口電纜處測量爐水泵電機絕緣為0，打開爐水泵電機接線盒檢查電機引線，發現C相引線處有燒黑現象，拆除電纜，測量電機絕緣電阻為0，電纜絕緣820MΩ，電纜絕緣合格。

測量爐水泵零序CT伏安特性，能滿足零序保護要求。做爐水泵零序CT大電流試驗，在零序CT一次側加500A電流，測量CT二次電流13A，且波形無畸變現象。在零序CT一次側加600A電流，保護動作正常，排除CT飽和的可能性。進行爐水泵綜保裝置零序回路通流檢查，加電流后裝置顯示正常；檢查爐水泵綜合保護裝置接地電流定值一次值為10A，將該開關拖至試驗位置合閘，在零序CT一次側通11A電流，保護裝置正確動作跳閘。模擬故障時相電流及零序電流值，在保護裝置上加電流，A相端子加0.5A，C相端子加11A，零序端子加15A（B相代替），“過熱保護”信號發出，“接地保護”未動作。

4 原因分析

根據爐水泵保護裝置說明書，為了防止零序不平衡電流引起保護誤動作，本保護采用了最大相電流Imax作制動量，其動作特性為：

I0>I0dz 當Imax≤1.05Ie時

I0>[1+（Imax/Ie-1.05）/4] Iodz， 當Imax≥1.05Ie時

t0>t0dz

式中，I0：電動機的零序電流倍數

I0dz：零序電流動作值（倍）

Ie：電動機額定電流（A）

t0dz：整定的接地保護動作時間（S）

t0z：接地保護動作時間（S）

零序額定電流視中性點接地電流大小確定。保護裝置提供I0e=0.02A和I0e=0.2A兩種供選擇。中性點小電流接地時，取I0e=0.02A；中性點大電流接地時，取I0e=0.2A。實際中，單相接地保護定值是按照一次電流動作值整定。該保護校驗時，先不輸入定值，保護退出。零序電流互感器二次接線接入裝置。在零序電流互感器上加一次電流動作值，反映到保護裝置中為零序二次電流I0，通過模擬板上的跳線是該數值I0變化到合理范圍。此I0便是裝置需要輸入的保護即為接地保護動作值I0dz。

接地保護采用最大相電流Imax做制動量，Imax=（Ia，Ic）。所以在A、B、C三相電流中需施加一相制動電流。當Imax≤1.05Ie時，施加的零序電流大于零序電流動作值Iodz，保護延時todz動作；當Imax>1.05Ie時，施加的零序電流大于[1+（Imax/Ie-1.05）/4] Iodz，保護延時動作。在綜保裝置電流回路A相端子加0.5A，C相端子加11A，零序端子加15A（B相代替）時，相當于一次負荷電流25A，故障相電流和零序電流約550A，根據裝置說明書計算制動倍數82倍，試驗時綜保裝置內部零序顯示倍數約65倍，小于82倍，未達到零序保護動作條件，零序保護不動作。爐水泵電機接地時，保護裝置動作跳線在0.02檔位上，大電流接地時，因電流超出裝置零序CT采樣范圍且制動倍數遠大于動作倍數，造成電動機接地故障時，零序保護不動作。

本臺機組大修時對爐水泵電機進行了改造性大修。分析電機導電頭故障原因可能是導電頭絕緣套材料存在缺陷或設備出廠前單獨做的導電頭水耐壓試驗、交流耐壓試驗，因執行標準較高（水壓26MPa，溫度60℃，交流耐壓13kV，5min），可能對導電頭造成一定損傷。因導電頭處于引線內封里面，設備交接時，通過引線外部檢查及絕緣測量和交流耐壓試驗不能發現導電頭的損傷。

5 結語

此事故反應了電氣技術人員業務技能不足，對6kV綜合保護裝置了解不全面，保護裝置的跳線設置不符合裝置規定。保護校驗有缺項，保護檢修時雖然根據廠家說明書進行了定值設定、通流和定值校驗工作，但未進行帶制動方式下的零序保護校驗內容。外委檢修設備質量驗收把關不嚴，爐水泵大修時進行了現場監督，僅對設備檢修過程進行了表面驗收以及相關試驗，未對各工序、部件進行仔細檢查、驗收。為避免此類事故的重復發生，繼電保護工作人員在更換保護裝置時應仔細閱讀保護裝置技術說明書，熟悉裝置的技術參數。選擇繼電保護裝置參數配置時，必須審核繼電保護裝置參數配置與電廠一次系統匹配。在機組檢修進行保護校驗時，應制定完善的保護校驗方案，增加帶制動方式下的零序保護校驗內容，避免跳線錯誤無法發現。