电厂误上电保护动作分析

某电厂#1机组误上电、断路器闪络保护动作分析

1概述

2012年08月07日22时42分50秒655毫秒（因GPS对时时钟源的问题，所有的保护装置显示时间是2011年08月08日，下同），某电厂1号机组B套保护屏柜发电机误上电保护启动，216ms后发电机误上电保护跳闸，504ms后主变高压侧断路器闪络保护跳闸。2012年08月07日22时42分50秒657毫秒（保护装置显示时间是2011年08月08日），1号机组A套保护屏柜发电机误上电保护启动，216ms后发电机误上电保护跳闸，504ms后主变高压侧断路器闪络保护跳闸。事后查明故障原因是发电机与系统解列后，经过大约9s主变高压侧A相开关发生了闪络，最终导致主变高压侧A相开关发生了爆炸。

由于两套保护动作结果相同，以下分析以B套保护数据和波形为例。

装置跳闸报告如下图所示：

图1 装置跳闸报告

装置变位报告如下图所示：

图2 装置变位报告

由跳闸报告和变位报告可见，首先是主变高压侧断路器断开，过了大约9s（由变位报告79和80判断），主变后备保护启动，随后误上电保护、发电机后备保护、发电机过负荷保护相继启动，误上电保护和断路器闪络保护经过整定延时后跳闸，跳母联开关，关主汽门。失灵保护动作后切除故障，主变差动保护启动，随着电流的衰减，各保护相继返回。

2保护动作数据和波形分析

2012年8月15日，从现场取回了RCS-985发变组保护装置波形和故障录波器的波形，分别如图3～图5所示。

图3是保护装置CPU板的故障波形，记录了启动时刻8个周波的波形和跳闸时刻8个

周波的波形。图4是保护装置MON板的故障波形，最长可记录4s的波形，本次录波只截取了大约1s的波形。图5是故障录波器记录的波形。从保护装置MON板的录波，可以清晰地看出保护启动和跳闸的时序。结合保护装置MON板的录波和故障录波器的录波，可以看出误上电和断路器闪络保护跳闸后，机组和系统发生了振荡，当闪络端口两侧电压相位差接近零度时，电流接近于0（如图4(b)所示，电流最小处主变高压侧A相电压滞后机端A相电压约30度），电流减小后保护动作返回。但随后故障电流又增大，误上电和断路器闪络保护再次动作，直至失灵保护动作完全切除故障。由于电流减小持续的时间很短，误上电和断路器闪络保护启动后展宽500ms，故保护装置只有一次动作报文，实际是动作了两次。

图3 保护装置CPU板模拟量波形

（a）

（b ）

图4 保护装置MON 板模拟量波形及状态量

图5 故障录波器记录的波形

2.1 误上电保护和断路器闪络保护动作分析

表1 误上电和断路器闪络保护定值

序号序号 定值名称定值名称

定值定值

1 误合闸频率闭锁定值 45.00 Hz

2 误合闸电流定值 4.41 A

3 误合闸延时定值 0.20 S 4

误合闸跳闸控制字

187B

5 断路器闪络负序电流定值 1.00 A

6 断路器闪络延时 0.50 S

7 断路器闪络跳闸控制字 187B 以下是运行方式控制字，‘1’表示投入，‘0’表示退出

1 低频闭锁投入

投入 2

断路器位置接点闭锁投入

投入

由变位报文可知主变高压侧开关已断开，满足误上电断路器位置投入条件。由图7和图

8可看出，发电机电流大于误合闸电流定值，故误上电保护经过整定延时后动作跳闸。动作行为正确。

从图11可看出在起始时刻，主变高压侧负序电流大于断路器闪络负序电流定值，主变高压侧开关已断开，故断路器闪络保护经过整定延时后动作跳闸。动作行为正确。

2.2 主变后备主变后备保护保护保护启动原因启动原因启动原因分析分析

表2 主变后备保护定值

序号序号

定值名称定值名称

定值定值 1 过流II 段定值 4.85 A 2 过流II 段时限

5.60 S 3

过流II 段时限跳闸控制字

187B 表3 主变接地后备保护定值

序号序号 定值名称定值名称 定值定值 1 零序过流II 段定值 2.20 A 2 零序过流II 段第一时限 5.60 S 3

零序II 段第一时限跳闸控制字

187B

从图10可看出在起始时刻，主变高压侧A 相电流大于过流II 段定值，故主变后备保护

启动。

从图11可看出在起始时刻，主变高压侧外接零序电流大于零序过流II 段定值，故主变零序过流保护启动。

2.3 发电机后备保护启动原因分析

表4 发电机后备保护定值

序号序号 定值名称定值名称

定值定值 1 过流II 段定值 4.65 A 2 过流II 段时限

5.60 S 3

过流II 段时限跳闸控制字

187B

从图7和8可看出在起始时刻，发电机机端和中性点A 、C 相电流大于过流II 段定值，故发电机后备保护启动。

2.4 发电机负序过负荷保护启动原因分析

表5 发电机负序过负荷保护定值

序号序号 定值名称定值名称

定值定值 1 定时限电流定值 7.50 A 2 定时限延时定值 0.50 S 3

定时限跳闸控制字

187B

从图9可看出在起始时刻，发电机机端和中性点负序电流大于定时限负序过流定值，故发电机负序过负荷保护启动。

图6 发电机过励磁及频率

图7 发电机机端三相电流幅值

图8 发电机中性点三相电流幅值

图9 发电机负序电流

图10 主变高压侧三相电流幅值

图11 主变高压侧负序电流和外接零序电流幅值3动作过程总体分析