发电机并网过程中启动停机流程原因分析

发电机并网过程中启动停机流程原因分析

刘云

云南电力技术有限责任公司 昆明 650000

摘要：继电保护装置在检修时经常发生误动作，特别是对于保护装置的改造项目。由于保护装置厂家、型号不同二次回路接线也有所差异，本文对保护装置改造后并网过程启动机组停机流程原因进行了分析。

关键字：保护改造 装置差异 风险识别

前言

某电厂在检修期间对发电机保护装置进行升级改造，将原国电南自DGT-801系列发电机保护装置更换为南瑞继保PCS-985系列发电机保护装置，将原国电南自LY-31型操作箱更换为南瑞继保CJX-11型操作箱。

一 、事件经过

1.X月09日14时03分32秒，电厂集控中心下发“机组发电令”。

2.X月09日14时03分57秒439毫秒，开关操作箱事故总信号动作，动作后于14时03分57秒442毫秒信号复归。

3.X月09日14时03分57秒440毫秒，“紧停阀动作”报警，“机组停机令”动作，“机组紧急停机”动作。

4.X月09日14时03分57秒494毫秒，机组断路器合闸。

5.X月09日14时03分58秒057毫秒，机组断路器分闸。

6.X月09日14时06分46秒，机组完成停机。

二、事件原因分析

2.1 开关操作箱事故总信号排查

（1）开关操作箱事故总信号的构成：

开关操作箱事故总信号按照标准设计由KKJ（合后位置继电器）常开辅助位置接点与TWJ（分闸位置继电器）常开辅助位置接点串联形成。

（2）开机并网过程报开关操作箱事故总信号“动作”、“复归”的原因：

机组未并网前开关处于分闸位置，TWJ分闸位置继电器处于励磁状态常开辅助位置接点闭合，当机组在并网过程中，同期装置发出合闸命令的瞬间KKJ继电器动作线圈励磁，KKJ常开辅助位置接点闭合，在开关由分到合过程中TWJ分闸位置继电器还未动作返回时，开关操作箱“开关操作箱事故总信号”满足条件而动作，当TWJ分闸位置继电器失磁使之动作返回后，常开辅助位置接点返回打开，此时“开关操作箱事故总信号”瞬时复归，属于正常的信号变位过程。

开关操作箱接点原理图

（3）根据以上分析，当开关除人为手跳或遥控分闸外的保护跳闸以及断路器偷跳，包括每次机组开机并网，开关受令合闸后KKJ励磁而TWJ继电器还未失磁返回时，“开关操作箱事故总信号”动作属于正常现象。

2.2 机组紧停阀动作报警原因分析

（1）监控系统下位机紧急停机控制逻辑：“开关操作箱事故总信号”动作与“开关分闸位置”同时存在，触发紧急停机流程，导致调速器紧停阀动作。

（2）“开关操作箱事故总信号”与开关分闸位置信号同时存在的原因分析：前面得到证实，开机并网开关合闸过程中均会报出“开关操作箱事故总信号”，因开关的分位为开关本体常闭辅助位置接点，返回的速度慢，导致“开关操作箱事故总信号”与开关分闸位置信号短时同时存在。

（3）根据分析，证明机组跳闸的原因为“开关操作箱事故总信号”触发了机组紧急停机流程。

2.3 保护装置改造后多次开机并网运行均正常，而本次开机造成机组跳闸的原因分析

（1）监控系统下位机SOE量信号自带时标实时上送上位机，每次信号触发后监控系统上位机均会收到该信号，其他信号以数据包形式上送至上位机，时标以上位机接到数据包的时间进行打印。

（2）经对下位机PLC程序运行周期进行监视，发现PLC程序运行周期为110ms左右。

技术人员在开关分闸位置状态下，模拟开出“开关操作箱事故总信号”，对监控系统“开关操作箱事故总信号”触发机组紧急停机流程进行测试。

测试结果表明“开关操作箱事故总信号”持续时长与触发机组紧急停机流程相关联。当“开关操作箱事故总信号”脉冲时间为110ms及以上时，每次均会触发机组紧急停机流程；4-100ms之间，触发机组紧急停机流程的概率，随着脉冲时间增加而增大；3ms及以下监控系统检测不到脉冲信号。

2.4.改造后“开关操作箱事故总信号”接入下位机被用于紧急停机逻辑判据的原因

（1）电厂开展发电机保护改造，原保护装置为国电南自DGT-801系列产品，开关操作箱型号为国电南自LY-31，保护装置中的停机接点接入监控系统做触发机组紧急停机流程用，开关操作箱保护跳闸信号接点接入监控系统作为报警监视，满足设计规程、规范要求，原设计图详见下图。

国电南自LY-31 开关操作箱保护跳闸信号接点

（2）改造后的保护装置为南瑞继保PCS-985系列产品，开关操作箱型号为CJX-11，设计时按照规程、规范的要求，同样采用PCS-985保护装置开出停机接点接入监控系统用于触发机组紧急停机流程，开关操作箱中的事故总信号接点接入监控系统报警监视，现设计图纸如下图。施工过程按图施工，接线正确。

（3）改造后的南瑞继保CJX-11型操作箱与国电南自LY-31型操作箱存在设计差异，CJX-11型操作箱中事故总信号既能监视保护跳闸又能监视开关偷跳，更满足标准设计要求。本次改造利用南瑞继保操作箱中事故总信号替代原国电南自操作箱中保护跳闸信号接点，沿用了原有回路。

（4）本次事件后，经对监控系统排查，现场监控系统把开关操作箱中的事故总信号，用作了触发机组紧急停机流程，而将保护装置中的跳闸停机出口接点作为报警监视。

（5）改造后南瑞继保CJX-11型操作箱，在机组每次开机并网过程中均会短时报出“开关操作箱事故总信号”，当该信号进入到监控系统PLC程序的运行周期时，即会触发机组紧急停机流程，导致机组跳闸。

（6）保护装置未改造前，国电南自LY-31型操作箱中的保护跳闸信号接点，必须在保护动作后，才会开出该信号接点，该接点的动作原理与保护装置开出的停机接点原理一致，在机组运行中不会导致机组跳闸的异常事件发生，故自电厂投产以来，未发现监控系统点位关联错误。

三、整改措施

在监控系统下位机将“开关操作箱跳闸信号”接点与“保护装置跳闸出口停机”接点进行调换，在不更改PLC内部程序点位关联的情况下，满足设计要求，也满足运行条件。

结束语

继电保护装置改造项目涉及面比较广，对于不同厂家的保护装置不仅要对保护原理进行对比分析，还要对各种信号的用途进行梳理。如何正确识别风险是继电保护工作的重点，本文就保护装置改造过程中未识别的风险导致发电机组停机原因进行了分析，对保护装置升级改造有一定借鉴作用。

参考文献

[1] Q/CSG1201017-2017《南方电网 220kV 变电站二次接线标准》

[2] GB 50171-2012《电气装置盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》

[3] GBT 50976-2014《继电保护及二次回路安装及验收规范》