一起横差保护动作的原因分析与处理

一起横差保护动作的原因分析与处理

彭昌清

国网湖北省电力有限公司黄龙滩水力发电厂湖北省十堰市442000

摘要：通过分析一起水轮发电机组调试期间发电机组中性点软连接引线恢复错误导致发电机组横差保护动作分析，找出了引发这起事故的原因。经过检查分析与处理，故障得以消除。同时,提出了类似事故的一些防范措施。

关键词：水轮发电机中性点引线分析与处理措施

0引言

国网湖北省电力有限公司管辖某水力发电厂在湖北电网中主要承担调峰、调频和事故备用任务。该电站有两个厂房，相距600米，1号厂房1974年7月投入运行，容量2*85MW，发电机定子绕组采用“双Y”连接方式，其中性点经消弧线圈接地，电气主接线采用发变组单元接线，通过其主变高压测断路器直接与对侧110kV变电站相连接（俗称线变组连接），共计两回110kV出线；2号厂房于2005年6月投入运行，容量2*170MW，发电机定子绕组采用“双Y”连接方式，其中性点经消弧线圈接地，电气主接线采用发变组单元接线，220kV母线采用单母线接线，仅1回220kV出线。

一、故障现象

2019年01月24日16:07'40"，某水电厂在4号发电机在检修后调试期间，其机端A、C相CT二次回路开路后，为检查本次事件对4号发电机组定子绕组、4号发电机机端及中性点CT受损情况，电气一次检修人员对4号发电机机端及中性点软连接引线进行拆解及恢复工作。

2019年01月27日15:36'29"，在对4号发电机组继续进行修试后试验，当机组负荷带至100MW时，4号发电机组保护横差保护动作,其保护报文显示横差保护动作，电流二次值0.69A/5.0S（保护定值0.68A/5.0S)，跳开4号发变组主变高压侧断路器X14、4号发电机灭磁开关4FFMK并同时作用于停4号发电机组。

二、原因分析

异常发生后，结合4号发电机组保护盘、上位机监控系统信息报文以及4号发电机中性点CT箱等进行全面检查，原因查找分析如下：

1、设备老化引起保护误动。4号发变组保护装置2005年6月投运至今，设备运行周期过长，应检查是否因其设备老化引起4号发电机横差保护动作误动；

分析查找：①、4号发变组保护装置横差保护在本次机组检修时检验功能正常、动作可靠，为排除查找故障，建议再次对该保护功能进行检验。

②、经过检验，4号发变组保护装置横差保护功能正常、动作可靠，其保护装置及上位机监控系统信号光字及语言报警均正确一致。

③、排除4号发变组保护装置设备老化引起4号发变组横差保护误动。

2、2019年01月24日16:07'40"，4号发电机在检修后调试期间，其机端A、C相CT二次回路开路，对横差保护用CT的伏安特性是否造成损坏，对4号发电机机端及中性点CT是否造成损坏；

分析查找：①、安排电气试验人员分别对4号发电机横差用CT、4号发电机机端及中性点CT的绝缘电阻、直流电阻、励磁特性等进行全面检查试验。

②、经过检验，4号发电机横差用CT及中性点CT的绝缘电阻、直流电阻、励磁特性等与本次检修后基本一致；4号发电机机端电流互感器进行绝缘电阻、励磁特性等与本次检修后基本一致，但4号发电机机端电流互感器直流电阻、（二次线圈直阻分别为A相1.88Ω、B相1.68Ω、C2.68Ω，因无历史数据参考C相CT二次线圈直阻偏大需要后期实际运行验证）。

③、排除4号发电机机端电流互感器损坏引起4号发变组横差保护误动，但该互感器实际运行时应检查其二次侧三相电流的平衡性。

3、2019年01月24日16:07'40"，4号发电机在检修后调试期间，其机端A、C相CT二次回路开路后，为检查本次事件对4号发电机组定子绕组、4号发电机机端及中性点CT受损情况，电气一次检修人员对4号发电机机端及中性点软连接引线进行拆开及恢复工作，恢复过程中4号发电机中性点软连接引线是否有错误。

分析查找:①、打开4号发电机中性点横差用CT箱，对4号发电机中性点软连接引线进行检查。

②、经过检验，4号发电机中性点“双Y”软连接引线连接至4号发电机定子绕组B相时，有交叉，与A、C直接连接无交叉形成明显差别。

③、初步分析判断在处理4号发电机机端A、C相CT二次回路开路事件时，电气一次检修人员对4号发电机中性点软连接引线进行恢复时，4号发电机中性点“双Y”软连接引线连接至定子绕组B相时，有交叉，在4号发电机带负荷运行时，因4号发电机中性点横差保护用电流互感器有环流通过，当该电流大于4号发电机横差保护定值时就动作出口跳开4号发变组主变高压侧出口断路器X14。

综上所述初步分析认为:

电气一次检修人员对4号发电机中性点软连接引线进行恢复时，错误地、有交叉地将4号发电机中性点“双Y”软连接引线连接至定子绕组B相，是本次事件的主要原因。

三、处理措施

根据上述分析，采取具体措施如下：

1、对4号发电机所有一次设备进行全面检查：

（1）检查4号发电机横差用CT电气一次部分连接可靠，电气试验结束后其二次部分恢复检查完毕；

（2）检查4号发电机4号发电机机端CT电气一次部分连接可靠，电气试验结束后其二次部分恢复检查完毕；

（3）检查4号发电机4号发电机中性点CT电气一次部分连接可靠，电气试验结束后其二次部分恢复检查完毕；

（4）4号发电机中性点“双Y”软连接引线连接至定子绕组B相错误接线已调整至正确连接方式。

2、对4号发电机组所有二次设备进行全面检查：

（1）记录4号发变组保护动作信息，对该保护装置信号进行整组复归；

（2）4号发变组保护电流回路无开路现象；

（3）4号发变组保护电压回路无短路现象；

（4）4号发变组保护全保护运行，并按运行规程加用相应保护压板。

四、实际验证

1、运行人员对4号发电机组全面检查无异常：

2、向调度申请4号发电机组并网发电：

（1）并网后4号发电机组有功从零开始缓慢增加；

（2）在4号发变组保护屏观察并记录其横差保护电流数值；

（3）遇有异常立即终止该试验，将4号发电机组停备，继续查找原因。

3、4号发电机组并网发电后，4号发电机组有功=160MW、无功=23MW，4号发变组保护屏横差保护电流数值=0A。

由此可见，本次4号发电机组调试期间发电机组中性点软连接引线恢复错误导致其横差保护动作后，现场检查分析与处理条理清晰、方法正确，故障很快得到处理。

五、暴露的问题

本次事件暴露的问题及经验教训：

1、制定切合工作现场实际的危险点分析与控制措施，并严格执行；

2、高度重视检修及异常处理工作，严格把关设备投运前的验收工作；

3、细化事故抢修工作方案，对拆解的设备做好拆前记录便于工作完毕后恢复验证参考依据，工作完毕检查项目不留死角。

六、防范措施

为预防和控制同类事件再次发生，立即对标准化检修工作展开详细排查，在工作前制定切合现场工作实际的危险点分析与控制措施，并严格执行；细化事故抢修工作方案，对拆解的设备做好拆前记录便于工作完毕后恢复验证参考依据，工作完毕检查项目不留死角，高度重视事故抢修工作，严格把关设备的投运前的验收工作，确保设备健康稳定运行。

参考文献：

[1]高永昌．电力系统继电保护．水利电力出版社，1990年．

[2]尹项根、曾克娥。电力系统继电保护原理与应用，华中科技大学出版社，2001年

[3]王维俭．发电机变压器继电保护应用，中国电力出版社，1998年．