3/2接線方式下“500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全?！北Ｗo(hù)誤動(dòng)分析與改進(jìn)

王東亞，林韶明

(廣東珠海金灣發(fā)電有限公司 設(shè)備部，廣東 珠海 519000)

0 引言

“500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全?！北Ｗo(hù)是為了在發(fā)電機(jī)出口500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的情況下，防止汽輪機(jī)超速的保護(hù)，用于電廠發(fā)電機(jī)變壓器組(以下簡(jiǎn)稱發(fā)變組)保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作出口全停(跳發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)、跳滅磁開(kāi)關(guān)、關(guān)主汽門(mén)及廠用電切換)。因此，保護(hù)對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行至關(guān)重要。如果配置不當(dāng)，會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)，給電力系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)重大隱患。

1 設(shè)備概況

廣東珠海金灣發(fā)電有限公司(以下簡(jiǎn)稱金灣發(fā)電公司)#3，#4機(jī)組為國(guó)產(chǎn)600 MW超臨界機(jī)組，發(fā)電機(jī)變壓器直接連接，出線采用500 kV 3/2接線方式，出口2個(gè)500 kV開(kāi)關(guān)。發(fā)電機(jī)保護(hù)為GE的G60保護(hù)裝置，保護(hù)雙重配置，每套保護(hù)有2路直流電源供電，設(shè)置切換開(kāi)關(guān)?！?00 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全停”保護(hù)分別配置在A1/B1屏G60裝置中。

2 保護(hù)回路產(chǎn)生誤動(dòng)原因分析

在發(fā)變組保護(hù)大修做保護(hù)裝置電源切換試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)A1與B1屏G60裝置在失電后“500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全?！笔峭ㄟ^(guò)出口邏輯箱出口動(dòng)作使機(jī)組全停，保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)作。#3機(jī)組保護(hù)的邏輯圖如圖1所示。

圖1 500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全停保護(hù)原邏輯

在圖1中，H5A，H6A，H6C，H7A 為 G60裝置光耦插件，電源由裝置電源內(nèi)部110 V控制電源供電，圖1中的5012，5013觸點(diǎn)為#3發(fā)變組出口500 kV開(kāi)關(guān)5012，5013常開(kāi)觸點(diǎn)。保護(hù)動(dòng)作的條件是主汽門(mén)開(kāi)啟與500 kV開(kāi)關(guān)全部分閘。主汽門(mén)開(kāi)啟信號(hào)由熱工提供，由常開(kāi)觸點(diǎn)表示，觸點(diǎn)斷開(kāi)表示主汽門(mén)開(kāi)啟，觸點(diǎn)閉合表示主汽門(mén)關(guān)閉。發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)信號(hào)取自開(kāi)關(guān)的2個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)，當(dāng)2個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)都閉合時(shí)，表示該開(kāi)關(guān)合閘，當(dāng)2個(gè)觸點(diǎn)都斷開(kāi)是表示開(kāi)關(guān)分閘。采用2個(gè)觸點(diǎn)的目的是防止觸點(diǎn)卡澀和接點(diǎn)松動(dòng)后保護(hù)誤動(dòng)作，在每個(gè)開(kāi)關(guān)的2個(gè)位置觸點(diǎn)不對(duì)應(yīng)時(shí)，裝置報(bào)警。

G60裝置正常運(yùn)行時(shí)，500kV開(kāi)關(guān)合閘后的裝置報(bào)文如圖2所示。

圖2 500 kV開(kāi)關(guān)合閘后裝置報(bào)文

在圖2中，5013 H5A on等表示對(duì)應(yīng)光耦插件動(dòng)作，52A off表示與52A元件取反，以下文中所示報(bào)文與此相同，52A off off表示發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)任一合閘狀態(tài)。

G60裝置失電誤動(dòng)后下載報(bào)文如圖3所示。

圖3 裝置失電保護(hù)動(dòng)作報(bào)文

由報(bào)文分析可以得出G60裝置保護(hù)誤動(dòng)原因:G60裝置失電時(shí)，裝置的光耦插件H5A/H6C/H6A/H7A失電，光耦插件的輸入量發(fā)生變位，由于裝置電源插件的電容效驗(yàn)，裝置在光耦插件074597時(shí)刻開(kāi)始失電后到裝置power off 733803時(shí)刻約700 ms，從而引起保護(hù)誤動(dòng)作。裝置失電后，5013開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)H5A，H6C失電，裝置判斷5013開(kāi)關(guān)斷開(kāi);5012開(kāi)關(guān)觸點(diǎn) H6A，H7A失電，而在700 ms時(shí)間內(nèi)裝置CPU會(huì)判斷5012開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，而主汽門(mén)開(kāi)/啟信號(hào)一直存在，沒(méi)有發(fā)生變位。滿足500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全停動(dòng)作條件，保護(hù)動(dòng)作出口跳閘。

3 保護(hù)邏輯改進(jìn)

由于保護(hù)誤動(dòng)最終原因是由于光耦插件失電，使光耦插件的輸入量發(fā)生變位。所以，引入發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)，修改500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全停保護(hù)邏輯。修改后的保護(hù)邏輯圖如4所示。

圖4 500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全停保護(hù)修改后邏輯

在圖4中，引入RS觸發(fā)器，觸發(fā)器動(dòng)作表如圖4所示，500 kV開(kāi)關(guān)的常開(kāi)接點(diǎn)與常閉接點(diǎn)分別接入RS觸發(fā)器的S端與R端，當(dāng)開(kāi)關(guān)合閘時(shí)，開(kāi)關(guān)的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，RS觸發(fā)器的S端為1;常閉接點(diǎn)打開(kāi)，RS觸發(fā)器的R端為0，RS觸發(fā)器輸出on為1，off為0，表示該開(kāi)關(guān)處在在合閘狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)分閘時(shí)，開(kāi)關(guān)的常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，常閉接點(diǎn)閉合，RS觸發(fā)器輸出on為0，off為1，表示該開(kāi)關(guān)處在在分閘狀態(tài)。任一個(gè)開(kāi)關(guān)在合閘，則發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)在合閘位置，2個(gè)開(kāi)關(guān)都在分閘，則發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)在分位。斷路器合閘位置(VO46)用于500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全停保護(hù)，當(dāng)主汽門(mén)開(kāi)啟，及VO46由1至0發(fā)生變位時(shí)，500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全停保護(hù)發(fā)出500 ms的脈沖出口跳閘。斷路器分閘位置(VO48)為突加電壓保護(hù)的必要條件之一，同時(shí)用于閉鎖頻率保護(hù)。

在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)在合閘。如果G60保護(hù)裝置失電，開(kāi)關(guān)的常開(kāi)接點(diǎn)失電，RS觸發(fā)器的S端為0，RS觸發(fā)器的R端為0，RS觸發(fā)器的輸出不變依然為1。

邏輯修改后，模擬G60裝置失電后，報(bào)文如圖5所示。

圖5 邏輯修改后裝置失電報(bào)文

試驗(yàn)證實(shí)了邏輯修改后可有效防止500 kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)全停保護(hù)在G60裝置失電的時(shí)保護(hù)誤動(dòng)作。

另外，引入“當(dāng)任一個(gè)開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸點(diǎn)及常閉觸點(diǎn)同時(shí)打開(kāi)或者閉合時(shí)，延時(shí)1 s，報(bào)500 kV開(kāi)關(guān)位置異常報(bào)警”的邏輯，因觸點(diǎn)卡澀松動(dòng)引起的保護(hù)誤動(dòng)可提前處理，開(kāi)關(guān)位置異常報(bào)警邏輯如圖6所示。

圖6 開(kāi)關(guān)位置異常報(bào)警邏輯

4 結(jié)論

發(fā)變組保護(hù)是保證機(jī)組安全運(yùn)行的重要舉措，特別是在大型發(fā)電機(jī)組中，將會(huì)起到重要的作用。若保護(hù)配置不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，同樣會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。采取了改進(jìn)措施后，消除了保護(hù)裝置存在的重大隱患。由于直流系統(tǒng)失電及直流開(kāi)關(guān)故障跳閘導(dǎo)致保護(hù)裝置G60失電，從而防止了發(fā)電機(jī)跳閘事故的發(fā)生。

［1］國(guó)家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)典型故障分析［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2005.

［2］賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2009.