一起备用电源跳闸原因分析.doc

宁德电厂备用电源保护跳闸原因分析福建大唐国际宁德发电有限责任公司：方浩 滕逸鹏 孙伟摘要：本文详细分析了一起备用电源保护跳闸的动作原因，通过分析保护跳闸的动作行为发现了保护装置在设计和接线方面存在的问题，并提出解决方案。关键词：备用电源 故障 跳闸 一、故障现象2008年04月06日12时01分46秒，0号启备变第一套南瑞RCS978EC保护和第二套许继WBH801保护动作，保护装置跳闸出口灯亮，保护动作出口跳启备变各侧开关；3号机6千伏3B段工作进线REF541保护动作出口，3B段全部失电；唐甘线220kV线路南瑞RCS931差动保护动作，差动保护跳闸指示灯点亮，对侧220kV唐甘线开关收远跳信号跳闸。 就地检查3号机6千伏开关柜发现3号机6千伏3B段备用进线PT柜间隔和进线封母连接处发生短路，出现放电烧损痕迹。二、故障分析：从保护动作情况分析如下：1、0号启备变第一套南瑞RCS978EC保护动作信息：起动时间相对时间动作相别动作信息2008-04-06 12：01：46：72501207msABCIV侧过流I段02004msABCIV侧过流II段02304msABCIV侧过流III段从故障波形分析，开始出现故障时，A、B相电流突增，C相电流为零，是由于在备用进线PT柜间隔和进线封母连接处发生AB相短路，故障电流出现，约40ms后故障发展成为三相短路。0启备变南瑞第一套RCS978EC IV侧过流I、II、III段同时启动，过流I段是限时速断保护，1.2秒跳启备变低压B侧（IV侧）各对应开关；过流II段和III段都为复合电压闭锁过流保护，II段2.0秒跳启备变低压B侧（IV侧）各对应开关，III段2.3秒跳启备变各侧开关，从系统切除启备变。过流I、II段保护动作出口后跳开3B段备用进线工作电源开关（备用进线工作电源开关在发生故障前处于分位状态），由于短路故障发生在备用进线工作电源的上一级，3B备用进线工作电源开关的跳开不能切除短路故障，短路故障仍然存在。2.3秒后过流III段动作出口，跳开启备变各侧开关，短路故障切除。2、6千伏3B段工作电源进线开关REF541保护动作行为：REF541保护限时速断I保护动作出口，3B段工作电源进线开关跳闸。由于在上述短路故障发生时，电弧冲开备用进线PT柜间隔隔板进入到3B进线开关，造成了3B段6千伏母线短路故障，从而REF541保护的限时速断保护动作出口，3B段全部失电。3、220kV唐甘线RCS931保护动作行为：结合221开关跳闸回路图纸分析，启备变RCS978EC过流III段动作出口后，跳221开关的出口节点起动221开关CZX12R1操作箱内的TJR继电器，由TJR继电器的辅助点出口跳221开关，在TJR继电器起动的同时输出一副常开节点开入到RCS931保护的“远跳”节点，RCS931收到“远跳”开入信号后发“远跳”信号到甘棠变唐甘线对侧，对侧收到该“远跳”信号后发跳闸命令跳甘棠变侧唐甘线开关，220kV唐甘线失电。4、保护动作时序列表：保护动作时序表相对时间大唐侧变位报告 甘棠侧变位报告备注1207msIV侧过流I段01RCS9782004msIV侧过流II段01RCS9782304msIV侧过流III段01RCS9782304mS发远跳01大唐RCS9312310mS闭重三跳01大唐RCS9312313mS收远跳01甘棠RCS9312324mS电流差动012343mSB相跳闸位置012345mSA相跳闸位置012346mSC相跳闸位置012361mSB相跳闸位置012362mSA相跳闸位置012362mSC相跳闸位置012378mS闭重三跳102384mS发远跳102518mS合闸压力降低10从保护动作时序列表可以清晰的了解保护动作过程，有助于分析保护动作情况。三、保护动作原理剖析：通过以上分析，不免产生以下疑问？1、宁德电厂起备变保护动作，经CZX12R1操作箱TJR跳本线路边开关，同时TJR节点引入931AM保护远跳开入，这种设计是否合理？ 2、以上动作行为中，电厂侧发远跳，甘堂侧931AM远方起动跳闸，动作正确。但对于线路保护来说，是区外故障，为什么电厂侧931AM在2324ms电流差动保护会动作？针对第一点疑问，联系设计与省公司继保处了解，将TJR节点引入线路保护作为远跳开入是省内的传统设计，鉴于我厂的备用电源线路接线方式（线路带变压器，无母线），我厂作为馈线端，此设计虽有问题，但也是可行的。针对第二点疑问区外故障差动保护动作，结合两侧931保护的录波图，可以发现两侧的电流在故障开始就有差流存在，在发生区外故障时，以A相为例，差动电流为1.1A左右，制动电流为2.5A左右。差动低定值为1A。以下为差动方程可以看出，差动门槛满足，但由于比率制动方程不满足，因此故障发生时差动保护不会动作。当对侧远方跳闸后，931AM中有一个差动联跳逻辑（这一点931保护装置说明书中没有介绍此逻辑，事后联系厂家得知），即：当本侧任意保护元件跳闸的同时，会给对侧发一个跳闸相的差动联跳令，对侧保护收到差动联跳令后，结合低比率制动系数（0.15）的稳态差动选相元件和差动允许信号，如同时满足以上条件则跳对应相。报文显示“电流差动保护”动作。以下为低比率制动系数的稳态差动元件：本侧事件中，甘堂侧三跳后，给电厂侧发三相内部联跳令，电厂侧低比率制动系数的差动方程满足，所以差动保护动作。附：波形两侧故障开始时的电流两侧故障开始时的差动电流和制动电流有效值 后经检查发现造成差流原因为我厂线路CT分接头引入错误，使本来变比为1200/5的CT接成600/5引入保护装置中，造成两侧CT配置不一致出现的差流。四、处理建议 1、建议取消开入到931保护的TJR接点，因为此设计只要起备变保护动作，就直接远跳对侧开关，存在不合理性。2、3号机6千伏备用进线PT柜间隔和进线封母连接处发生短路时，只能靠起备变后备保护，动作时间较长，不满足速动性要求。建议扩大起备变保护范围，使起备变保护的主保护能保护到6千伏备用分支进线开关处。3、由于备用电源线路很少带负荷，即使带负荷时，负荷电流也