張河灣電廠勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)配置改造

朱海峰，金清山，許 翔，李 倩，李永杰

（河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300）

主題詞： 過(guò)流保護(hù)；出口方式；短延時(shí)；故障切除

1 引言

河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“張河灣電廠”）位于河北省石家莊市井陘縣境內(nèi)，距石家莊市直線距離為53 km，公路里程為77 km。張河灣電站設(shè)計(jì)安裝4臺(tái)25萬(wàn)kW單級(jí)混流可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量100萬(wàn)kW，以一回500 kV線路接入河北南部電網(wǎng)，主要承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相等任務(wù)，并且在電網(wǎng)故障甚至瓦解時(shí)，可以充當(dāng)電網(wǎng)最佳的緊急事故備用和“黑啟動(dòng)”電源。

張河灣電廠發(fā)變組保護(hù)采用西門(mén)子公司生產(chǎn)的SIPROTEC-4數(shù)字式保護(hù)設(shè)備，包括發(fā)電電動(dòng)機(jī)、主變壓器、勵(lì)磁變壓器、廠用變壓器以及起動(dòng)回路等的設(shè)備保護(hù)。保護(hù)由機(jī)組保護(hù)A柜（7 UM622、7 UT613）、機(jī)組保護(hù) B 柜（7 UM622、7 UT613）、變壓器保護(hù) A 柜（7 UT613、7 UM612）、變壓器保護(hù) B 柜（7 UT635、7 UM612、7 SJ611兩臺(tái)）4面保護(hù)屏構(gòu)成。張河灣電廠勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)邏輯為達(dá)到過(guò)流保護(hù)定值后延時(shí)T1（0.5 s）出口跳500 kV開(kāi)關(guān)，容易造成事故擴(kuò)大，故需對(duì)原勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)配置進(jìn)行改造。

2 原勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)配置介紹

張河灣電廠勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)配置在主變保護(hù)B盤(pán)裝置F43（7SJ611）上。我廠勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)高值過(guò)流速斷整定值12.90 A，動(dòng)作延時(shí)為0 s，反映勵(lì)磁變高側(cè)短路故障；低值時(shí)限過(guò)流整定值1.90 A，動(dòng)作延時(shí)為0.5 s，反映勵(lì)磁變低側(cè)短路故障，出口方式為：跳500 kV開(kāi)關(guān)、跳勵(lì)磁變低側(cè)開(kāi)關(guān)、滅磁、停機(jī)、跳本機(jī)組GCB、跳相鄰機(jī)組GCB、跳SFC開(kāi)關(guān)、啟GCB失靈。

我廠主接線為單元接線型式，1、2號(hào)發(fā)變組共用一個(gè)500 kV開(kāi)關(guān)，3、4號(hào)發(fā)變組共用一個(gè)500 kV開(kāi)關(guān)，我廠主接線圖如圖1所示。

圖1 電廠主接線圖

我廠勵(lì)磁變高壓側(cè)未設(shè)置斷路器，直接接在主變低壓側(cè)，接線型式如圖2所示。

勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，直接跳開(kāi)500 kV開(kāi)關(guān)，造成相鄰發(fā)變組陪停，事故擴(kuò)大。因此，我廠勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)配置需進(jìn)行改造優(yōu)化，增加一段短延時(shí)保護(hù)。當(dāng)故障點(diǎn)遠(yuǎn)離勵(lì)磁變時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，分開(kāi)勵(lì)磁變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)，切除故障，限制事故擴(kuò)大。若故障依然存在，長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)動(dòng)作，再跳開(kāi)500 kV開(kāi)關(guān)，可靠保護(hù)勵(lì)磁變壓器。

3 勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)配置更新方案

方案一：使用保護(hù)調(diào)試電腦設(shè)置勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)的第3段50-3：整定值同50-1（低值時(shí)限過(guò)流整定值1.90 A），延時(shí)T2（=0.2 s），如圖3所示。

圖3 參數(shù)配置圖

然后在配置表中，配置過(guò)流保護(hù)的第3段50-3。

方案二：先在矩陣表中，配置過(guò)流保護(hù)I＞T2。

然后在保護(hù)聯(lián)機(jī)電腦中，新建一個(gè)CFC（可編程邏輯），通過(guò)計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn)0.2 s的延時(shí)，如圖4所示。

4 方案選擇

方案對(duì)比：

方案一需要將勵(lì)磁變保護(hù)F43裝置參數(shù)版本升級(jí)到5.0.0以上（目前我廠保護(hù)F43裝置參數(shù)版本為4.63.01），該方案實(shí)施起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，但我廠從未升級(jí)過(guò)裝置參數(shù)版本，并且我廠用的調(diào)試軟件DIGSI版本為5.82，可能存在版本升級(jí)后無(wú)法讀取或者其他無(wú)法未知的風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 新建計(jì)時(shí)器

方案二相對(duì)比較復(fù)雜，需要新建邏輯，還需將矩陣表與邏輯相關(guān)聯(lián)，實(shí)施過(guò)程中需要加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，防止出錯(cuò)，優(yōu)點(diǎn)是在當(dāng)前的版本上即可進(jìn)行修改，無(wú)需升級(jí)參數(shù)版本，相對(duì)方案一而言，風(fēng)險(xiǎn)較小。

經(jīng)過(guò)方案對(duì)比，方案二的風(fēng)險(xiǎn)更小，并且復(fù)雜程度在可控范圍內(nèi)，故決定采取方案二來(lái)進(jìn)行勵(lì)磁變保護(hù)配置更新。

5 方案實(shí)施

（1）將F43裝置中的配置下載到DIGSI程序中，首先保證DIGSI的配置與F43裝置配置相同；

（2）按照方案二，在DIGSIF43保護(hù)裝置中，首先在配置表中配置I＞T2，B05之前未被使用，可以配置為新的開(kāi)出量，配置B06用于點(diǎn)亮屏柜的紅色跳閘信號(hào)燈（圖 5）。

圖5 配置過(guò)流保護(hù)延時(shí)

（3）創(chuàng)建新的 CFC（I＞T2），將所有的配置關(guān)聯(lián)完成，確認(rèn)無(wú)誤后，將包含新建 CFC（I＞T2）的程序灌裝至F43裝置中。

（4）增加新的跳閘繼電器K433，如圖6所示。

（5）BO5閉合后起動(dòng)外部跳閘繼電器K433，該繼電器動(dòng)作后跳勵(lì)磁變低側(cè)開(kāi)關(guān)、滅磁、停機(jī)、跳GCB、跳SFC開(kāi)關(guān)、起GCB失靈、電氣跳閘。

圖6 增加跳閘繼電器

6 結(jié)論

勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)配置更新后，過(guò)電流保護(hù)I段短延時(shí)動(dòng)作于滅磁、停機(jī)，同時(shí)斷開(kāi)勵(lì)磁變低壓側(cè)斷路器，切除故障，不影響本機(jī)組主變及相鄰機(jī)組主變運(yùn)行，可以有效縮小事故范圍，減少經(jīng)濟(jì)損失；若故障點(diǎn)位于勵(lì)磁變低壓側(cè)斷路器近勵(lì)磁變側(cè)，過(guò)電流保護(hù)II段長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)勵(lì)磁變各側(cè)斷路器和滅磁、 停機(jī)，依然可以有效的切除故障。本次改造，對(duì)勵(lì)磁變過(guò)流保護(hù)原有配置未產(chǎn)生影響，而是在此基礎(chǔ)上提高了可靠性，對(duì)提高電廠設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性有重要的意義。