220 kV線路故障對廠用電設備的影響

張林渠，梁遠超

(四川廣安發電有限責任公司，四川 廣安 638017)

1 事件概況

某電廠6臺機組總裝機2 400 MW，由4臺300 MW機組和2臺600 MW機組組成，分三期建成。其中一期2臺31號、32號機組接入220 kV系統，二期2臺33號、34號機組及三期2臺61號、62號機組接入500 kV系統，全廠啟動備用電源均取自220 kV系統，220 kV系統接線見圖1。

如圖1所示，220 kV采用雙母帶專用旁路母線接線方式，共11個間隔，具體如下：4條出線間隔，分別為廣代東線261、廣代西線262和廣豐一線263、廣豐二線264；一期兩個發變組間隔，分別為31號發變組201和32號發變組202；有三個啟動備用電源間隔，分別是一期1號、2號啟備變205、二期3號啟備變206、三期4號啟備變207；另有旁路間隔215和母聯間隔212。

圖1 220 kV系統接線

2017-08-20，31號、32號、33號機組停機備用，34號、61號、62號機組運行。14：08，31號照明電源失去，220 kV線路控制屏多個光字牌報警，220 kV運行開關無異常跳閘。500 kV系統及34號、61號、62號機組運行正常。

2 檢查情況

2.1 一期設備檢查情況

(1) 31號機組照明變低壓側開關跳閘。

(2) 一、二期脫硫部分設備跳閘：B磨機再循環箱攪拌器跳閘；制漿區坑泵攪拌器跳閘；給料箱攪拌器跳閘；脫水樓A側2號濾布沖洗水泵跳閘。

2.2 二期設備檢查情況

33號機大機A排煙風機跳閘。

2.3 三期設備檢查情況

三期主輔機設備運行正常，無設備異常跳閘。

2.4 220 kV保護室檢查情況

(1) 220 kVⅠ，Ⅱ母母差保護裝置“復合電壓零序保護動作”。

(2) 220 kV線路廣代東線261、廣代西線262保護啟動，保護整組復位。220 kV廣豐一線263、廣豐二線264光纖保護“發信”和“接收”啟動。

(3) 220 kV故障錄波裝置啟動。通過故障錄波圖發現，故障期間，220 kVⅠ母、Ⅱ母電壓Ua(A相電壓)降低、3U0(零序電壓)增大，220 kV線路261，262，263，264電流Ia(A相電流)突變增大。通過故障波形曲線分析，故障持續時間約3個周波60 ms。

2.5 500 kV系統檢查情況

500 kV合環運行正常，無異常報警。

2.6 外部系統故障情況

(1) 經咨詢調度，220 kV系統發生了外部系統故障，220 kV黃銅線單相接地，重合閘不成功。

(2) 該廠220 kV廣代東線261和廣代西線262均接至220 kV代市變電站，220 kV代市變電站經黃代線接至220 kV黃巖變電站，220 kV黃巖變電站經黃銅線接至220 kV銅堡變電站。

(3) 黃銅線發生A相接地故障，重合不成功跳閘，期間接地故障電流大，220 kV系統A相電壓跌落嚴重。

3 部分設備跳閘分析

3.1 外部系統故障引起廠用電系統電壓跌落嚴重

故障發生時，一、二期機組6 kV廠用電系統由220 kV啟備變供電。外部220 kV系統A相接地，引起6 kV廠用電系統電壓降低。查閱1號、2號啟備變故障錄波器顯示，220 kV側A相電壓最低降到45 %額定電壓。由此可以推斷廠用6 kV系統、380 V系統電壓亦相應嚴重降低。

3.2 照明變低壓側接地保護整定錯誤

經檢查，31號機組照明變額定容量400 kVA，低壓側額定電流577.35 A，接線組別為D/Yn-11。照明變低壓零序保護零序電流來自變壓器中性點零序CT，變比1 000/5，整定電流(一次值)及時間分別為200 A，0 s，但按照正確的定值應為1 000 A，0.4 s，整定錯誤。

220 kV系統外部發生A相接地故障，持續時間為60 ms，造成照明變低壓側三相電壓不平衡，從而引起三相電流不平衡。由于零序保護電流整定值偏小，不平衡電流達到零序保護電流動作值而啟動；同時由于保護時間誤整定為0 s，導致照明變低壓側開關誤跳閘。

3.3 部分輔機跳閘原因分析

該廠部分輔機設備控制電源引自380 V系統A相，外部系統故障引起電壓降低，使交流接觸器電磁吸力不足，接觸器自動釋放，從而引起部分設備跳閘。接觸器的釋放電壓視具體設備而定，用戶可以根據現場需要，選擇釋放電壓更低的接觸器，以滿足現場安全生產要求。據有關資料介紹，一般而言，釋放電壓越低，釋放時間越短。例如：對于交流接觸器，當電源電壓低于接觸器線圈額定電壓的50 %，時間超過1個周波(0.02 s)時接觸器釋放；當電源電壓低于80%，持續5個周波(0.1 s)時接觸器釋放。然而，對于安裝有防“晃電”保護的設備，在其“晃電”保護時間內，則不會發生跳閘。

4 處理方法及管理改進

(1) 重新整定照明變低壓側零序過流保護定值。按照DL/T 1502—2016《廠用電繼電保護整定計算導則》，低壓側中性點零序電流應躲過最大不平衡電流，同時與下一級零序電流保護配合；下一級無零序電流保護時，應與下一級相電流保護最大動作電流配合，以防止越級跳閘。重新整定照明變低壓側開關零序保護定值為1 000 A/0.4 s，高壓側綜保裝置內低壓側零序保護定值整定為1 000 A/0.7 s，以實現動作時間的配合。

(2) 恢復跳閘的設備運行。由于A相電壓突降太低，引起A相作為控制電源的交流接觸器返回，造成部分設備跳閘，對跳閘設備就地檢查無異常，重新啟動設備，恢復跳閘設備正常運行。

(3) 系統全面地檢查廠用電系統。發生異常跳閘的設備按照以上方法進行恢復，注意恢復設備運行前，按照設備啟動要求做好啟動前檢查確認工作，并做好相關記錄。

(4) 按照舉一反三要求落實整改。對31號機組照明變低壓側接地保護誤整定錯誤進行專題分析，落實整改責任、整改內容和整改時間，對于380 V低壓廠用電系統設備，按照重新計算制定的保護定值單進行保護整定。

(5) 配置抗“晃電”保護。為減小類似事件發生的影響，對由此跳閘會影響運行機組安全的重要負荷，應倒由運行機組廠用工作段提供電源，對于特別重要的負荷應考慮配置抗“晃電”保護。

(6) 加強與相連變電站的聯系。發生類似故障時，及時與出線或相鄰變電站取得聯系，溝通確認相關報警信息，并做好運行和維護檢查記錄。

(7) 嚴格執行調度規定。故障后及時匯報升壓站設備運行及故障報警情況，依據運行規程規定，逐步恢復跳閘設備的正常運行。

(8) 做好記錄和培訓。對保護跳閘信號進行復位，做好保護屏、控制屏、故障錄波等記錄。開展業務知識技能培訓，掌握外部系統故障造成廠內設備跳閘的檢查和處理方法。

5 結束語

發電廠外部高壓輸電線路故障會對發電廠廠用電系統帶來沖擊。如果廠用電設備如低壓廠用變壓器接地保護整定不當、輔機設備抗“晃電”性能不能滿足要求，則會引起這部分廠用電設備的誤跳閘，影響機組穩定運行，對此必須高度關注，認真分析廠用電設備防“晃電”性能是否符合要求，對于那些不滿足要求的設備采取針對性措施加以改進。以上案例的分析及采取的措施，可為發電廠提供一定的借鑒。