保安段电压采样消失导致柴发误启动故障处理邵迪

保安段电压采样消失导致柴发误启动故障处理邵迪

邵迪1党亚斌2

（1华电新疆发电有限公司乌鲁木齐热电厂830065；2神华神东电力米东热电厂830019）

摘要：电厂基建期间的设计往往存在一些问题，这些问题往往在日后设备长期运行过程中才会慢慢显露出来，需要我们在日后设备运行中发现解决。本文针对某电厂0.4kV保安段，由于送往DCS的母线电压模拟量异常，从而导致0.4kV保安段主备电源发生切换，误启动柴发运行。介绍了针对此项问题的原因分析及后续设备改进情况。希望能够通过此次讨论，减少同类型发电企业发生类似故障的几率。对此类设备进行隐患排查，确保机组安全稳定运行。

关键词：电源切换；电压模拟量；误切换

1、概述

某电厂#1、#2机组0.4kV保安段共有四段，每台机组0.4kV保安段均设置工作PCA、PCB供电、两路电源间互为备用，通过DCS逻辑进行切换，柴油发电机作为保安段的第三路电源进线，柴油发电机作为事故下的备用电源，每段均设有柴发机组进线电源开关，实现柴油机组当工作电源进线及备用电源进线失电时向保安段供电。

2、误动原因分析

某电厂0.4kV保安段的失电切换逻辑为：DCS采样的0.4kV保安段母线电压低，DCS则认为0.4kV保安段失电，跳开保安段工作电源进线开关，合上保安段备用电源进线开关。DCS所用的母线电压，取自0.4kV保安段电压互感器综保装置，经4~20mA模拟量上传至DCS。这种单一电压判别的简单逻辑，会给现场设备运行带来安全隐患影响机组的安全稳定运行。

以保安IA段为例，当0.4kV保安段IA段电压互感器综保装置异常或损坏时，保安IA段上送至DCS的母线电压模拟量就会出现异常，从而导致0.4kV保安段工作电源进线QF4A误切到保安段段备用电源进线QF5A，但由于保安段备用电源进线切换后电压采样依然异常，母线电压未恢复，故又切换至柴油发电机，由柴油发电机向保安段进行供电，若柴油发电机故障无法启动，将会严重威胁机组的安全稳定运行。这就形成了一起由于电压模拟量上送异常导致误动事故。（未避免柴发无法启动，运行人员应定期进行柴油发电机的启动试验，为满足蓄电池充电及柴油发电机保养的要求，每次启动时间要求不小于20分钟，需就地在柴发控制屏上操作，在控制器上选择手动模式，启动柴发不小于20分钟，按操作按钮停止柴油发电机组运行，将控制器恢复自动模式运行，系统恢复为自动备用状态。）

由于采用单组电压判断保安段失电，逻辑判断可靠性不高，且随着使用年限的增加电压互感器综保装置会出现老化、运行不稳定现象，不满足保安段可靠性的要求，留下设备安全隐患，针对以上不安全现象，本厂计划对从电源切换逻辑入手进行改进。

3、改进措施及方法

3.1改进前的0.4kV保安段失电切换逻辑：

由0.4kV保安段电压互感器综保装置采集保安段母线电压，DCS仅通过此电压作为保安段切换逻辑电压采样，然后将BC相母线电压转换成4-20mA的模拟量信号送往DCS参与逻辑保护。

3.2改进后的0.4kV保安段失电切换逻辑：

改造后的保安段母线电压，分别取自保安段A、B、C三相电压互感器，接至线电压变送器及电压互感器测控装置，Uab、Ubc、Uca再由各电压变送器及电压互感器测控装置送至DCS参与逻辑保护。

为提高变送器供电可靠性，电压变送器电源取自保安段上侧直流小母线电源。（直流空开的选择要符合直流空气开关上下级配合要求，保安段直流小母线上侧空开为C65N32A，上下级空开极差按2~4级极差配合，故选择加装的变送器直流电源空气开关为6A。）

3.2.1关于PT断线与母线失压的判别

为正确分辨电压回路PT断线和母线失压，采用有辅助节点的两相电压空开，取分合闸信号送至DCS逻辑。当DCS采集电压满足母线失压判据而未收到电压空开分闸信号时，判断为保安段失压，执行保安段电源切换逻辑；当DCS采集电压满足母线失压判据且收到电压空开分闸信号时，判断为PT断线，不执行保安段电源切换逻辑，仅发“保安段PT断线”告警。

3.2.2改进后的保安段失压判断逻辑如下：

电源切换基于保安段母线失压，即Ua、Ub、Uc三相电压失压，为避免运行中可能出现的异常运行方式造成电源切换逻辑误动作，DCS判断逻辑采用三取三方式，即同时三组电压采集线电压降为0V方可进行切换，只要有一组线电压采集数据不为0V便不会判断为母线失压。

保安段正常运行情况下，用于DCS判断的母线电压从Uab、Ubc、Uca空开采集。失压判断逻辑采用三组电压与逻辑，只有三组电压采样同时为0V才判断母线失压。

当单相PT故障时，也不会影响DCS逻辑判断。当Uab、Ubc、Uca三组电压采样中任意一组电压采样点异常时，此时逻辑判断条件为剩余两组电压同时降低为0V时，满足失压判据，失压判据再和空开分合闸位置信号构成与逻辑进行动作出口。当Uab、Ubc、Uca三相电压采样中有任意两组电压采样空开跳闸，仅有一组电压显示正常时，发“保安段电压异常告警”，且退出保安段低电压切换逻辑。

在电缆敷设时要注意要与对电缆进行分层敷设，高低压电力电缆，强电、弱电及控制电缆应按顺序分层敷设，一般情况宜由上而下配置。

在这里值得注意的事，加装的交流电压变送器需使用正规厂家出厂的产品，且需校验合格后方可进行验收及安装。改造伊始，为压缩成本，使用的电压变送器采用小作坊生产的电压变送器，安装后感应电隔离效果极差。致使4~20mA输出感应电压较大，达到60-80V，每当保安段电压互感器停送电时变送器4~20mA均受到冲击，通过电压变送器导致DCS板卡4~20mA模拟量输入通道烧损。针对此项问题，我们将此变送器更换为现有发变组变送器厂家浙江函普生产的单相交流电压变送器后，感应电压消失。现运行正常。

本次保安段改造共加装变送器8台，加装电压变送器共花费材料费约为1.5万元，将保安段电压切换逻辑由一取一的切换逻辑改为更为可靠的三取三的电压切换逻辑。本次改造施工工程较为简单，使用费用较少，消除了保安段电压采样消失导致保安段工作电源及备用电源跳闸误切至柴发启动供电这一重大隐患，达到的效果极为可观。

结束语：保安段的可靠运行是电厂安全运行重要必备条件，此次改造大大的增加了保安段安全运行的可靠性，改造费用低，#1、#2机组0.4kV保安段切换逻辑改造使#1、#2机组保安段设备运行更加可靠，从而使机组运行稳定，保证机组和厂用系统的安全运行，有利于整个电力系统的稳定。

作者简介：

邵迪女1986年10月13日出生，毕业于沈阳工程学院继电保护及自动化专业，大专学历，从事电气二次工作，现担任电气班技术员。参与超净排放改造、热网变频器改造、新增110kV线路改造等等，编写电气二次检修规程及6kV及以上保护装置作业指导书。