3/2接线方式线路单相重合闸误触发机组解网信号

3/2接线方式线路单相重合闸误触发机组解网信号

 孙旭威

辽宁红沿河核电有限公司    

摘  要  二分之三主接线在母线停运工况下，接入主接线的发变组和线路实际为单元接线方式。此时，线路重合闸与机组热工保护配合需要慎重考虑。本文识别某电厂在该工况下两者错配，造成机组在线路重合闸期间误调节，并给出针对性的改造方案。

关键词二分之三接线；重合闸；热工保护；

1  电气系统介绍

1.1系统介绍

二分之三主接线因其可靠性高、运行方式灵活、检修方便等特点已广泛应用于500kV输电系统中，特别是对于大型发电机组发电厂升压站中，一个半断路器主接线得到了广泛应用。输电线路90%以上的故障是瞬时性故障，重合闸可避免线路的瞬时性故障失电，提高供电的可靠性以及电力系统的稳定性。

1.2工况介绍

当出现单母线运行方式时，发变组经中间断路器通过输电线路往外输送功率，中间断路器成为机组和电网系统的单一联系点。500kV线路采用单相重合闸，当出线发生单相瞬时故障时，中间断路器重合闸期间出现非全相运行，此时机组功率可正常外送，不应向机组发送解网信号。中国南方电网电力调度控制中心《2022年电厂二次系统运行管理提升工作方案》（总调办〔2022〕6号）中要求：机组并网信号回路应设计合理，线路单相重合期间，不应向机组DEH误发解网信号。

2  热工保护系统介绍

热工保护系统是汽轮发电机组的重要组成部分，对汽轮机启动、停止、正常运行和事故工况下的调节控制器。本文介绍的某核电厂500kV超高压断路器位置状态送入热工保护系统的逻辑简图如图1，图中与机组相关联的两个断路器5013、5012开关，每个断路器取两组A、B、C三相的辅助触点执行“与”逻辑判断位置状态，两个断路器的位置状态取“或”逻辑判断机发电机是否并网状态。正常运行时，5013、5012断路器闭合，其常开接点闭合，GRE认为发电机并网运行。当500kV 一条母检修时，边断路器断5013开关断开，与逻辑输出为0。中间断路器发生单相重合闸过程中，三相开关三个常开接点串联的回路不能导通，GRE认为主变高压侧两个断路器均在分闸位，误发发电机解网信号。

图1超高压开关状态送入GRE部分的逻辑简图

3  断相运行期间机组运行分析

针对母线检修叠加线路重合闸的特殊运行工况，机组是否应该解网运行应分析在重合闸过程中，机组功率是否能否正常输送、相关继电保护系统定值整定是否合理。

3.1重合闸过程中机组功率输送情况

该部分采用ETAP仿真软件，将该核电厂及系统参数建模，仿真该核电厂机组在断相工况下的功率输出情况。

以出线1发生单相重合闸导致1号机组高压侧出线断相运行（A相断相为例）建立仿真模型，根据主接线建立完整的500kV线路，其中1号机组对重要的厂用系统建立模型，其他机组使用等效负荷。分析500kV系统断相后的影响，包括对上下游、负荷的影响。详细分析断线故障发生后对机组和厂用电的影响、是否会触发厂用电切换、是否会导致重要负荷震动过高等、是否对UPS及直流配电盘存在影响等。详实的参数设置和仿真过程不再赘述。重合闸过程中机组功率稳态输出情况见图2。从仿真结果上看，机组功率可以维持100%Pn输出。

图2A相断线运行时电压电流分布

4.1继电保护动作情况分析

通过仿真该核电厂发变组高压侧断A相断相运行时，机组的序分量可知断相机组24kV母线电压不平衡度6%左右，对称分量分析发电机出口正序电流27209A，负序电流达到6450A，零序电流0.003A。

发电机负序电流6450A，大于转子表层负序过负荷保护报警（该厂定值2674A），反时限负序负序过电流保护动作，动作时间113.56S。全停II保护动作，跳发电机出口断路器，跳灭磁开关，关闭主汽门，转为500kV外电网带厂用电运行。因此该运行工况下线路重合闸0.8s期间负序过流保护不会引起机组停机。

从仿真结果来看，发电机最大电流达到33649.9A，是额定电流30739A的 1.1倍，未达到1.11倍，发电机定子绕组对称过负荷保护，定时限段未触发报警信号，反时限段未达到动作值，保护不动作。

根据仿真结果（因篇幅限制，主变高压侧A相断相运行时厂用电各母线电压电流分布仿真图未附，此处只给出结论），此时负载侧受影响较小，6.6kV厂用电重要负荷因不平衡电流出现，负荷电流会增大，但未达到动作值，所以不会触发相应保护动作。

继电保护动作行为分析：在重合闸断相运行过程中，继电保护不会动作，发变组及厂用电设备运行影响可接受，应避免该工况下的机组误解网情况。

4  技术改进

考虑最小范围内的技改方案解决该问题，不改变GRE逻辑情况下，电气侧可以将断路器ABC三相辅助接点串联输出改为并联输出，修改前后逻辑输出对比情况见图3。

图3技改前后中间断路器位置逻辑对比

也可以采用两对断路器ABC三相辅助接点改为三取二串并联输出，修改前后逻辑输出对比情况可知可以识别重合闸过程位置装置。更改后，如果发生断路器偷跳，此时可通过断路器三相不一致保护来切除故障，一般动作时间整定为3S，并不会造成发变组长时间缺相运行造成对机组的损伤。

5  总结

在普遍采用二分之三接线方式的大型机组并网方式中，特殊运行方式下的故障往往是电气专业与热工专业配合的盲区，需要从业人员深挖设计缺陷。

参考文献

［1］陈培育，袁世强，张应田，李树青．单元接线机组线路重合闸与热工保护配合分析[J]. 内蒙科技与经济，2013，18：85-86.