1 誤上電保護(hù)事故及保護(hù)邏輯
1．1 事故經(jīng)過(guò)
水布埡電廠發(fā)電機(jī)和變壓器組采用單元接線方式接入 500ｋＶ系統(tǒng)，發(fā)變組保護(hù)裝置由奧地利維奧機(jī)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)制造。每臺(tái)發(fā)變組 （含高壓廠用變壓器和勵(lì)磁變壓器 ）按雙重原則配置保護(hù)，設(shè)有 2塊電氣量保護(hù)柜，每塊柜配置完整的主保護(hù)及后備保護(hù)，能反映被保護(hù)設(shè)備的各種電氣故障及異常狀態(tài)。另設(shè)1塊非電量保護(hù)柜。2塊電氣量保護(hù)柜的直流工作電源分別來(lái)自電廠直流系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ段，Ａ柜來(lái)自Ⅰ段，Ｂ柜來(lái)自Ⅱ段。
事故發(fā)生時(shí) 1、3號(hào)機(jī)各帶有 400ＭＷ 滿負(fù)荷運(yùn)行，直流由Ⅰ、Ⅱ段聯(lián)絡(luò)運(yùn)行轉(zhuǎn)換為分段運(yùn)行，在操作過(guò)程中，1、3號(hào)機(jī)組保護(hù) Ｂ柜直流電源失電，電源恢復(fù)正常時(shí)，1、3號(hào)機(jī)組保護(hù) Ｂ柜 “發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù) ”動(dòng)作。
1．2 誤上電保護(hù)原理
發(fā)電機(jī)誤上電的發(fā)生有兩種可能，一是發(fā)電機(jī)在盤車或升速過(guò)程中突然接入電網(wǎng)；二是非同期合閘。發(fā)電機(jī)在盤車或升速過(guò)程中突然接入電網(wǎng)，會(huì)產(chǎn)生很大的定子電流，損害發(fā)電機(jī)。另外，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將切割轉(zhuǎn)子，造成轉(zhuǎn)子過(guò)熱，損傷轉(zhuǎn)子。發(fā)電機(jī)非同期合閘，產(chǎn)生很大的沖擊電流及轉(zhuǎn)矩，可能損壞發(fā)電機(jī)大軸及引起系統(tǒng)振蕩。
事故發(fā)生時(shí)保護(hù)邏輯如下。
（1）在發(fā)電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)突然接入電網(wǎng)的瞬間，發(fā)電機(jī)會(huì)突然產(chǎn)生很大的沖擊電流，當(dāng)這個(gè)電流超過(guò)整定值時(shí)保護(hù)就會(huì)立即跳開開關(guān) （當(dāng)時(shí)整定值為0．35Ａ，機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)額定電流為 0．74Ａ）。
（2）如果電壓大于整定值 （當(dāng)時(shí)整定值為 75Ｖ，機(jī)組額定電壓為 100Ｖ）超過(guò)一個(gè)可整定的延時(shí)后 （當(dāng)時(shí)整定為 1ｓ），該保護(hù)就會(huì)被閉鎖。因?yàn)檫@種情況下相當(dāng)于機(jī)組接入電網(wǎng)時(shí)已經(jīng)到空載額定電壓，屬于正常并網(wǎng)，應(yīng)退出誤上電保護(hù)；或表示電流超過(guò)整定值時(shí)機(jī)
組已經(jīng)并網(wǎng)，應(yīng)退出誤上電保護(hù)。
（3）如果電壓低于整定值 （當(dāng)時(shí)整定值為 75Ｖ，機(jī)組額定電壓為 100Ｖ），達(dá)到一段延時(shí) （整定為 3ｓ）后，保護(hù)又會(huì)解除閉鎖，此時(shí)相當(dāng)于機(jī)組停運(yùn)后發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù)自動(dòng)投入。
（4）為防止誤上電保護(hù)在正常運(yùn)行 （機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)電流為 0．74Ａ，大于整定值 0．35Ａ）時(shí)，因?yàn)?ＰＴ斷線的原因失去電壓閉鎖引起誤動(dòng)，用主斷路器輔助接點(diǎn)延時(shí) （當(dāng)時(shí)整定為 3．5ｓ）閉鎖保護(hù)。因?yàn)閿嗦菲骱祥l達(dá)到一定時(shí)間表示機(jī)組已經(jīng)處于并網(wǎng)狀態(tài)，電壓低于正常值是由于 ＰＴ斷線引起，誤上電保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。（5）停機(jī)過(guò)程中，電制動(dòng)開關(guān)合閘時(shí)機(jī)組有較大電流，但電壓很低，為防止誤上電保護(hù)誤動(dòng)應(yīng)閉鎖保護(hù)。
1．3 誤上電保護(hù)誤動(dòng)原因分析
由于發(fā)變組保護(hù) Ｂ柜直流電源瞬時(shí)消失，在電源恢復(fù)的瞬間，裝置的所有延時(shí)重新開始從零開始計(jì)時(shí)，機(jī)組帶有滿負(fù)荷正常運(yùn)行 （電流電壓均為額定值 ）。保護(hù)裝置邏輯判斷如下。
（1）動(dòng)作條件。機(jī)組正常發(fā)電 Ｉ＝0．74Ａ，Ｉ＞0．35Ａ條件滿足，動(dòng)作條件滿足。
（2）閉鎖條件一。機(jī)組正常發(fā)電 Ｕ＝100Ｖ，Ｕ＞75Ｖ，裝置電源恢復(fù)的瞬間重新開始計(jì)時(shí)認(rèn)為時(shí)間未達(dá)到 1ｓ，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算，不能閉鎖保護(hù)動(dòng)作。
（3）Ｕ＝100Ｖ。Ｕ＜75Ｖ，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算，不能閉鎖保護(hù)。
（4）機(jī)組正在發(fā)電，斷路器一直處于合閘，電制動(dòng)開關(guān)斷開。但裝置電源恢復(fù)的瞬間重新開始計(jì)時(shí)，認(rèn)為斷路器時(shí)間未達(dá)到 3．5ｓ，電制動(dòng)開關(guān)也處于斷開位置，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算，不能閉鎖保護(hù)。
根據(jù)邏輯框圖 （圖 1）可知，機(jī)組在超過(guò)保護(hù)電流整定值的較大負(fù)荷運(yùn)行情況下，保護(hù)裝置在停電后恢復(fù)運(yùn)行時(shí)由于計(jì)時(shí)元件從零開始重新計(jì)時(shí)，導(dǎo)致誤上電保護(hù)的電壓閉鎖和開關(guān)位置閉鎖，因?yàn)檠b置對(duì)延時(shí)閉鎖的時(shí)間判斷錯(cuò)誤而開放，誤上電保護(hù)就會(huì)誤動(dòng)作。
另外保護(hù)裝置的整定值修改后進(jìn)行重新固化的過(guò)程中，由于相同的原因也會(huì)發(fā)生誤上電保護(hù)誤動(dòng)的情況 （后期通過(guò)試驗(yàn)也驗(yàn)證了這一點(diǎn) ）。
2 誤上電保護(hù)原理完善
［3］
事故發(fā)生后，原設(shè)備制造廠家建議對(duì)保護(hù)進(jìn)行改進(jìn)，在原有誤上電保護(hù)出口增加一個(gè)由監(jiān)控系統(tǒng)判斷機(jī)組是否處于并網(wǎng)狀態(tài)的閉鎖條件，見圖 2。
此方案能夠滿足機(jī)組正常并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，保護(hù)裝置在停電和修改參數(shù)后恢復(fù)運(yùn)行時(shí)誤上電保護(hù)被閉鎖的需要，但繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行受到監(jiān)控系統(tǒng)的制約，裝置運(yùn)行的獨(dú)立性受到影響，大大降低了繼電保護(hù)裝置的可靠性。
后經(jīng)過(guò)多方討論，確定了新的改進(jìn)方案，即在誤上電保護(hù)的閉鎖條件中增加一個(gè)保護(hù)軟件內(nèi)部始終為 1的閉鎖信號(hào) （只要保護(hù)裝置開始運(yùn)行，這個(gè)邏輯信號(hào)就為 1），延時(shí) 4ｓ后解除此閉鎖信號(hào) （因?yàn)殡妷捍笥?5Ｖ、延時(shí) 1ｓ后閉鎖保護(hù)，斷路器合或電制動(dòng)投入3．5ｓ后閉鎖保護(hù)，為達(dá)到可靠閉鎖保護(hù)的效果，延時(shí)應(yīng)大于1ｓ和3．5ｓ，決定設(shè)定延時(shí)為4ｓ），以防止保護(hù)裝置在停電和修改參數(shù)后恢復(fù)運(yùn)行時(shí)誤上電保護(hù)動(dòng)作，見圖 3。
3 改進(jìn)后試驗(yàn)及運(yùn)行情況
（1）誤上電保護(hù)原理改進(jìn)后，廠家在廠內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)誤上電保護(hù)在電源恢復(fù)或修改定值時(shí)動(dòng)作。（2）2008年 5月 18日在水布埡電廠 2Ｆ機(jī)調(diào)試過(guò)程中進(jìn)行檢查：①在停機(jī)狀態(tài)下，拉、合保護(hù)裝置電源3次，裝置未發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)作；②用繼電保護(hù)測(cè)試儀加入三相電壓 100Ｖ，三相電流分別為 0．3Ａ、0．5Ａ?拉、
合保護(hù)裝置電源 3次，裝置未發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)作；③用繼電保護(hù)測(cè)試儀加入三相電壓 100Ｖ，三相電流 0．5Ａ，分別模擬斷路器分、合不同狀態(tài)，拉、合保護(hù)裝置電源3次，裝置未發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)作；④模擬斷路器分、合不同狀態(tài)下，用繼電保護(hù)測(cè)試儀加入三相電壓 100Ｖ，三相電流 0．5Ａ，然后將三相電壓降為 0Ｖ，裝置未發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)作。
（3）2008年 5月 18日在水布埡電廠 2Ｆ機(jī)并網(wǎng)調(diào)試過(guò)程中進(jìn)行檢查：①2號(hào)機(jī)組并網(wǎng)帶 400ＭＷ 負(fù)荷運(yùn)行，在 2號(hào)機(jī)組交直流配電屏進(jìn)行直流電源切換，裝置未發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)作；②2號(hào)機(jī)組并網(wǎng)帶400ＭＷ負(fù)
荷運(yùn)行，分、合 ＰＴ二次側(cè)小開關(guān)，模擬 ＰＴ斷線，裝置未發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)作。改進(jìn)方案對(duì)誤上電保護(hù)既簡(jiǎn)單可靠，又能夠正確地區(qū)分正常并網(wǎng)和誤上電。
