零序功率方向接反保护误动全厂停电

零序功率方向接反 保护误动全厂零序功率方向接反 保护误动全厂 停电停电 事故经过 甲电厂 21 台机全开 葛上极 停运 极 运行 送华东电 力 300 mw 500kv 交流线路全部运行 湖南网与华中主网通 过葛岗线联网运行 葛岗线南送 100mw 湖南 500kv 系统四边 形环网运行 乙电厂 3 台机运行 出力 720 mw 经五岗线 五民线送出 乙电厂 1 2 号机 五民线接 母运行 3 号机 五岗线接 母运行 母联 5012 合上 合母运行 系统频率为 50 22 hz 系统接线图如附图所示 1996 年 6 月 3 日 0 时 9 分雷雨天气 葛岗线距葛侧 30 处 b 相瞬时接地故障 两侧保护动作正确 50ms 切除故障 970ms 两侧重合闸重合成功 事故过程中 五岗线岗市侧 tls1b 美国 ge 公司产 构成欠范围允许式高频距离保护 屏内附加 零序反时限方向过流保护 tcc5100 误动作 岗 5041 5042 断 路器 55ms 三相跳闸 0 8s 后 葛岗线岗市侧过电压保护动作 发讯远跳对侧乙电厂 5051 开关 另外 乙电厂 1 号机低压过 流保护 byl 3 误动作 母联 5012 及乙电厂 5001 801 802 相 继跳闸 造成 1 2 号机停机 3 号机空转 五民线处于充电 状态 乙电厂与系统解列 全厂停电 此时 系统损失负荷 720mw 频率由 50 22 hz 降至 49 81hz 所幸葛岗线两侧重合 闸重合成功 南送功率由 100mw 增至 660mw 弥补了湖南 网功率缺额 使整个系统得以维持稳定运行 避免了一次系 统事故的发生 0 时 30 分乙电厂 3 号机倒 母运行 p 240mw 经五民线并网 恢复厂内供电 1 时 15 分 2 号机 经五 5001 并网 乙电厂出力 480 mw 经五民线送出 2 时 17 分 3 号机并网 至此 乙电厂 3 台机全部并网 经五民线送出 2 时 37 分母联断路器 5012 合上 3 时 37 分五岗线送电 停 用乙电厂 1 2 号机低压过流保护 3 时 52 分 3 号机倒至 母 运行 全厂恢复事故前运行方式 原因分析 葛岗线配有两套欠范围允许式高频距离保护 两侧两套保 护均动作正确 50 ms 切除故障 重合闸重合成功 为保证湖 南系统稳定运行起到了关键的作用 但五岗线岗市侧零序反时 限方向过流保护 tcc5100 误动三相跳闸 乙电厂 1 号机低压过 流保护误动作 造成全厂停电需进一步分析 1 五岗线三相跳闸分析 事故过程中 五岗线两则断路器相继三相跳闸 两侧保护 动作掉牌信号及收发信机计数器动作情况如附表所示 由附表分析可知 岗市侧 tls1b 屏内零序反时限方向过流 保护 tcc5100 的速动段动作跳闸 导致岗 5041 5042 三相跳闸 此时 乙电厂及五岗线乙电厂侧仍未跳闸 五岗线处于充电状 态 从而使五岗线岗市侧出现过电压 过电压保护定值为 u 1 2 un t 0 8s 动作后果为 过电压动作发信远跳对侧乙电厂 5051 0 8s 后 岗市侧过电压保护动作 过压远跳对侧信号经 五岗线 41 43 号复用载波通道的远跳命令发信至乙电厂 乙电 厂收到远跳命令 并经 cgq 3 故障启动装置动作 发出跳闸命 令 乙电厂 5051 三相跳闸 葛岗线单相接地故障 对五岗线而 言 属区外故障 且岗市侧反应为反向故障 乙电厂为正向故 障 那么 岗市侧零序保护为什么会误动跳闸 而乙电厂侧未动 作呢 乙电厂 1 号机及五岗线于 1994 年 12 月投产 继电保护 整定部门下达的定值通知单已明确要求将 tls1b 屏内的 tcc5100 零序反时限方向过流保护退出运行 但事故后现场检 查结果表明该保护并未退出 此乃该保护误动跳闸的直接原因 分析认为 只有当零序方向继电器的方向接反 且当时五岗线的 零序电流达到其动作值 tcc5100 方可能误动跳闸 检查结果表 明 零序方向果然接反 按厂家提供的资料 tcc5100 零序方向过 流继电器动作灵敏角为 70 要求接入的电流 电压为正极性接线 而设计院提供的图纸仍按国内零序方向过流继电器接线习惯 设 计成电流 电压为反极性接线 灵敏度为 70 为 tcc5100 保护误 动作提供了潜在的可能性 然后 对 tcc5100 的动作值进行了进 一步的检查 因定值通知单未给出数值 基建调试时所置数值 即为其动作值 盘面刻度显示 零序速段的动作值为 1 35a 实测 值为 1 4 a 对应一次电流为 1750a ct 变比为 1250 1a 而当时 五岗线的零序电流已超过此动作值 由于以上几个因素的同时 存在 所以 tcc5100 保护的误动跳闸是必然的 由于乙电厂侧 tcc5100 零序反时限方向过流保护动作值调试时置最大值 且其 零序方向亦接反 继电器反应为反向故障 所以该保护不能动作而 未跳闸 2 乙电厂跳闸分析 事故过程中 乙电厂 1 号机低压过流保护 byl 3 误动作 4 5 s 母联断路器乙电厂 5012 跳闸 5 0s 时 1 2 号机 变单元的出口 开关乙电厂 801 802 及其联合单元开关乙电厂 5001 跳闸 1 2 号机停机 五民线处于充电状态 3 号机保护未动作停机 但由于母联开关和五岗线已跳闸 使乙电厂与系统解列 并失 去厂用电 全厂停电 故障发生在葛岗线 且 50ms 即被切除 乙 电厂 1 号机的低压过流保护为什么会误动跳闸呢 乙电厂发电 机低压过流保护型号为 byl 3 其动作原理为 一旦电流 i1 1 in 便可记忆保持 在整定延时内 当正序电压一直偏低 且满足条件 u0 8un 则保护经 t1 4 5s 跳乙电厂母联断路器乙电厂 5012 经 t2 5 0 s 跳乙电厂 801 802 5001 高厂变低压侧开关 停机灭 磁 闭锁电气制动并启动失灵 葛岗线单相接地故障时 因为一方 面葛岗线单瞬接地为远处故障 另一方面 乙电厂为电源端 一次 电压不可能低于 0 8un 况且故障在 50 ms 即被切除 电压恢复正 常 低电压更不可能维持至 4 5s 甚至 5 0s 所以 乙电厂 1 号机低 压过流保护不应动作跳闸 发电机端电压从保护屏端子排引入 经电压切换器 型号为 k17u 正序电压经过滤过器后 再进入 低压过流继电器 byl 3 如果回路接线正确 系统正常时 进入低 压继电器的正序电压应为系统运行电压 为 1 0un 左右 即使出 现过电流 i1 1in 低压过流继电器也不可能动作 但事故后检查 发现进入低压继电器的正序电压为 0 经过检查输入回路 机端 电压接到保护端子排相序正确 经电压切换器后 相序变反 从 而使机端电压经过正序滤过器输出的电压为负序电压 即在正 常时 负序电压为 0 低电压条件已经满足 只要出现过电流 i1 1in 便可记忆保持 整定延时一到 保护即可动作跳闸 这就是 此次乙电厂 1 号机低压过流保护误动跳闸的原因 防范措施 因保护定值通知单是继电保护和安全自动装置运行的依据 基建 维护 运行部门均应按保护定值通知单整定 调试 验 收 检验 运行 对新设备投产 1 年后的定期检验 既应对保 护定值进行检查 同时也需对二次回路逐一查线 核对 包括定 值通知单中要求投入和退出的回路