一起220 kV母聯開關跳閘事件分析

羅小國 郭曉平

（潮州深能甘露熱電有限公司，廣東 潮州 515642）

0 引言

某電廠2號發電機組有功功率為200 MW，機端額定電壓為15.75 kV，發變組保護雙重化配置發電機采用北京四方繼保自動化股份有限公司的CSC-306D微機型發變組保護裝置，變壓器保護用北京四方繼保自動化股份有限公司的CSC3-16M變壓器保護，配置單套CSC336變壓器非電量保護。發電機逆功率保護是作為汽輪機突然停機，發電機變為電動機運行，為防止汽輪機葉片過熱而導致葉片損壞的保護。逆功率保護A、B柜采樣CT均取自發電機端獨立的兩組電流互感器，采樣PT取自發電機端獨立的兩組電壓互感器，如圖1所示。

圖1 發電機保護配置圖

1 事件經過

2014年1月9日，某電廠2號機大修后做汽機超速試驗。1號機組帶145 MW負荷，2號機做大修后汽機超速試驗負荷降至3 MW，1號機組、1號啟備變、甲線掛220 kV 1M母線，乙線、2號機組、2號啟備變掛220 kV 2M母線，雙母線并列運行，如圖2所示。

圖2 事件前運行方式

2014-01-09T19：24，在汽輪機調節汽門過程中，DCS光字牌顯示“1）2號發電機逆功率保護動作；2）2號機發變組保護B套裝置報警；3）220 kV母聯2012開關跳閘”。機組運行人員現場檢查2號發電機保護B屏CSC-306D“逆功率保護”動作出口，動作時間182 s（A屏逆功率保護啟動未出口），2號主變高壓側2202開關、220 kV母聯2012開關、滅磁開關跳閘，主汽門關閉。

2 原因分析

2.1 逆功率保護原理及定值

本裝置逆功率保護設有1段2時限，短延時發信，長延時跳閘[1]，邏輯圖如圖3所示。

根據逆功率保護長延時動作的原理，只要投入逆功率保護，在機組逆功率達到整定值（1%額定有功即二次值5.82 W，一次值2 MW）且無機組PT斷線的情況下，逆功率保護延時5 s發信，延時180 s動作出口。

保護還配置有程跳逆功率保護，保護動作的條件有主汽門關閉，逆功率保護投入，在機組逆功率達到整定值（1%額定有功即二次值5.82 W，一次值2 MW）且無機組PT斷線的情況下，逆功率保護延時1.5 s動作出口。

2.2 動作情況分析及排查過程

2.2.1 逆功率保護動作情況

2014-01-09T19：24：19，運行人員執行2號機組汽機超速試驗相關工作。在汽輪機調節汽門過程中，2號發電機保護B屏CSC-306D（A屏逆功率保護啟動未出口）“逆功率保護”動作出口（182 s動作），2號主變高壓側2202開關、220 kV母聯2012開關、滅磁開關跳閘，主汽門關閉。

220 kV母聯2012開關跳閘后現場檢查發現，220 kV母線保護無報警及動作報告，2號發變組保護B屏“后備保護動作”燈亮，DCS發“1）2號發電機逆功率保護動作；2）2號機發變組保護B套裝置報警；3）220 kV母聯2012開關跳閘”信號。發變組保護B屏的動作報文顯示發電機逆功率保護啟動后182 s動作跳閘，發電機逆功率P=16.75，滿足動作條件，保護動作出口。

2.2.2 故障排查過程

2號機A屏19：24：30.897逆功率6.031 W動作發信，B屏19：24：26.855逆功率6.5 W動作發信。因A、B屏的采樣精度偏差，B屏逆功率保護發信比A屏逆功率保護發信先動作4 s左右，因此B屏先達到逆功率長延時動作出口時間，B屏保護出口跳閘，而A屏未出口跳閘。本次試驗未關閉主汽門，因此程跳逆功率未啟動出口。

檢查發變組保護A、B屏定值及裝置參數，發現逆功率跳閘矩陣為C1CF：跳斷路器1、跳斷路器2、跳A分支開關、跳B分支開關、啟動快切、跳滅磁開關、關主汽門、跳備用跳閘3、跳備用跳閘4（其中斷路器1為#2主變高壓側開關2202，斷路器2為母聯開關2012，備用跳閘3為自動勵磁調節器輸出開關，備用跳閘4為手動勵磁調節器輸出開關）。

由跳閘矩陣可看出逆功率跳閘矩陣誤整定，誤將跳斷路器2（實際為母聯開關）整定進了跳閘矩陣中。逆功率跳閘矩陣誤整定是造成母聯開關跳閘的直接原因。按整定方案，僅需將過流保護1時限整定（跳斷路器2）跳母聯開關。相關裝置整定如圖4所示。

圖4 裝置動作報文及出口矩陣整定圖

2.2.3 誤跳母聯開關根本原因分析

2013年中旬，中調轉發了電網總調《電廠安全穩定防線優化方案討論會議紀要》，并要求我廠在具體時間內完成對機組失步保護定值優化調整工作，具體原則如下：1）機組失步保護整定范圍延伸至電廠送出線路對側變電站，即延伸至220 kV對側變電站；2）為分散動作風險，機組滑極次數定值分兩輪整定。即不重要機組定義為第一輪跳閘對象，重要機組為第二輪跳閘對象，后者滑極次數需比前者大[2]。由于我廠無裝設失步解列裝置，兩臺機組發變組保護亦無配置失步保護（機組為200 MW發電機，可不配置發電機失步保護），按中調通知要求需進行機組失步保護定值整定并投入。

原該廠發電機CSC-306D保護失步保護被配置為隱藏（失步保護功能未投入）。為投入失步保護功能，電廠繼保人員結合2016年度2號機組檢修期間配合北京四方繼保自動化股份有限公司廠家開放發電機CSC-306D失步保護功能，并對該裝置做了相應的保護裝置補充檢驗。其間發現，2號發變組保護A、B屏跳閘出口均同時跳#2主變高壓側開關2202兩組跳閘線圈，不符合電網反措雙重化配置的保護跳閘回路應相互獨立，動作于斷路器的不同跳閘線圈要求[3]。為此，電廠繼保人員解除了A屏跳第二組跳閘線圈電纜，B屏跳第一組跳閘線圈電纜。

同時，廠家及電廠繼保人員在核實跳閘矩陣時，誤認為跳斷路器2是跳#2主變高壓側開關2202第二組跳閘線圈（保護裝置出口方式表達不直接，沒有以實際跳閘開關命名，實際為跳母聯），而跳斷路器2均為配置在保護出口跳閘矩陣中。

電廠繼保人員和廠家未經詳細核實評估，將跳閘矩陣進行了修改，將跳斷路器2（跳母聯開關）整定進所有保護元件的跳閘矩陣中。同時，在出口傳動過程中，因220 kV母聯開關在運行狀態，發變組保護跳220 kV母聯壓板退出，未對其出口回路進行傳動，出口傳動未發現跳閘矩陣誤整定。上述情況為本次#2機組汽機超速試驗誤跳母聯事件埋下隱患。

3 暴露的問題及防范措施

3.1 安全交底不到位

繼電保護人員對廠家人員安全交底不夠，雙方對回路定值修改風險預計不足，想當然地都認為對方熟悉設備，未嚴格互相督促提醒。

防范措施：加強設備現場作業管理，作業過程風險控制措施不能流于形式，應做好作業安全技術交底。

3.2 定值管理流程落實不到位

在定值的管理上存在問題，繼電保護人員發現保護跳閘出口同時跳#2主變高壓側開關的兩組跳閘線圈，更改二次回路后麻痹大意，未通過專業審核即時修改定值。

防范措施：加強繼電保護定值的管理工作，保護裝置功能更新、二次回路改造，應按照繼電保護管理規定、繼電保護反事故措施要求徹底核查，完善電廠定值的修改審批管理工作。

3.3 班組人員技能培訓不到位

繼電保護人員違反規定，未對發現的問題徹底分析，未對回路徹底校核。

防范措施：加強對繼保人員的培訓，特別是涉網安全設備相關管理規定的培訓，使相關人員熟悉涉網安全設備管理、繼電保護管理規定，熟悉現場繼電保護配置原理，了解動作過程及后果。

4 結語

近些年，大批新機組相繼建成投產，這對電網的安全穩定運行起到了積極作用。與此同時，近年電廠繼電保護頻繁不正確動作的趨勢逐步提升，表現在繼電保護人員對新設備的認識不足，檢修調試經驗欠缺，運行維護水平亟待加強等方面。電網為防止誤碰、誤整定、誤接線（簡稱“防三誤”）繼電保護事故事件，根據預防為主的原則，電網調度機構繼保部門每年均下發相關繼電保護“防三誤”的核查標準，要求杜絕廠網繼電保護異常跳閘事件事故。此次的220 kV母聯開關跳閘，發變組逆功率保護出口跳閘矩陣誤整定事件，正屬于“防三誤”中誤整定的范疇，所暴露的問題值得同行業思考學習，舉一反三，為后續繼電保護檢修提供參考。