鄒倫森 孫忠生 李頑華

（中國南方電網(wǎng)調峰調頻發(fā)電公司魯布革水力發(fā)電廠，云南 羅平 655800）

1 魯布革水電廠安穩(wěn)系統(tǒng)配置介紹

圖1所示為魯布革水力發(fā)電廠主接線圖，魯布革電廠穩(wěn)控裝置由 RCS-993B 失步解列裝置及 RCS-992A 穩(wěn)定控制裝置組成[1]。共有三塊盤柜，一塊為失步解列柜，另兩塊為穩(wěn)定控制A 柜及穩(wěn)定控制B 柜（A 柜、B 柜調度命名為魯布革A 套RCS992安穩(wěn)裝置及魯布革B 套RCS992 安穩(wěn)裝置）。

圖1 魯布革水力發(fā)電廠主接線圖

失步解列裝置，作為四條220kV 線路失步時的跳閘起動裝置，當裝置判出線路失步時，按預定策略解列失步線路，魯布革電廠共裝有四套RCS-993失步解列裝置，裝設于一個失步解列裝置柜內，四套RCS-993 失步解列裝置分別為魯馬線A 套、魯馬線B 套、魯羅線A 套、魯羅線B 套，其中，魯馬線A 套、魯馬線B 套為魯馬Ⅰ、Ⅱ線失步解列裝置，兩套裝置功能完全一樣，互為備用。魯羅線A 套、魯羅線B 套為魯羅Ⅰ、Ⅱ線失步解列裝置，兩套裝置的功能也完全一樣，也互為備用。

穩(wěn)定控制裝置是確保電網(wǎng)及魯布革電廠的安全穩(wěn)定運行而配置的，裝置通過測量魯馬雙線、魯羅雙線及四臺發(fā)電機的三相電壓、三相電流來判斷線路跳閘引起的其余線路過載與機組頻率升高事件。當裝置判出線路任一相電流大于過載告警定值時，經(jīng)延時發(fā)出過載告警信號；當裝置判出線路跳閘引起其余線路過載時，則根據(jù)預先設置的程序（控制策略）進行切機和解列魯馬Ⅰ、Ⅱ線；當裝置判出魯羅雙線所在母線頻率升高超過定值時，則按高周切機策略進行切機。為了確保安全可靠，穩(wěn)定控制裝置設了雙套，分別裝設于穩(wěn)定控制裝置A 柜、穩(wěn)定控制裝置B 柜內，兩套系統(tǒng)硬件、軟件、功能均完全一樣，均主要由一臺 RCS-992 主機及兩臺RCS-990 從機組成。

2 事件描述

220kV 魯馬Ⅱ線線路AB 相短路接地故障（如圖2所示），主一保護RCS-931AMM 裝置中的電流差動保護動作出口跳開252 開關，保護動作正確。2014年08月01日21 時32 分57 秒，安穩(wěn)A 套裝置按照穩(wěn)控策略“魯馬2 跳1 過2 級”起動“切#1、#2 發(fā)電機動作”命令。但實際只切除#1 機，#2 機未切除。

3 綜合分析

3.1 安穩(wěn)裝置A 套和B 套簡報信息檢查分析

見表1，安穩(wěn)裝置動作正確。

圖2 故障跳閘前后有功潮流走向

表1 穩(wěn)控裝置簡報信息

3.2 出口回路電壓測量

如圖3所示，測量安穩(wěn)A 套切#2 發(fā)變組出口回路各個測點的電壓電位值，結果正確。

3.3 出口傳動試驗

1）通過短接發(fā)變組非電量保護裝置出口接點，#2 發(fā)變組非電量保護裝置F311 動作正常。

圖3 安穩(wěn)A 套切#2 發(fā)變組出口回路

2）投入切#2 機組出口壓板，通過設定安穩(wěn)A套裝置試驗定值，來傳動出口,結果#2 發(fā)變組非電量保護F311 不動作。

3）投入切#3 機組出口壓板，通過設定安穩(wěn)A套裝置試驗定值，來傳動出口,結果#3 發(fā)變組非電量保護F311 動作。

4）投入切#4 機組出口壓板，通過設定安穩(wěn)A套裝置試驗定值，來傳動出口,結果#4 發(fā)變組非電量保護F311 不動作。

3.4 修改安穩(wěn)A 套裝置出口脈沖時間后再次出口傳動試驗

1）測量安穩(wěn)A 套出口脈沖時限：現(xiàn)場通過手提式錄波器，測量安穩(wěn)A 套4 臺機組出口脈沖時間都為100ms。如圖4所示。

圖4 安穩(wěn)A 套出口脈沖時限

2）將安穩(wěn)A 套裝置出口脈沖時間設為150ms。試驗傳動結果為：#2、#3、#4 發(fā)變組非電量保護均動作正常。

3.5 檢查發(fā)變組保護單元

1）測量非電量保護F311 的動作時間

通過測試儀，分別對4 臺機組K35+F311 回路的動作時間進行測量（k35 繼電器動作時間約為30ms），且每臺機組分別測量兩次時間記錄。見表2。

表2 四臺機組K35+F311 回路的動作時間

2）調取非電量保護裝置參數(shù)

通過DIGSI 發(fā)變組保護調試軟件連接四臺發(fā)變組非電量保護裝置，參看保護設置參數(shù)，提取的參數(shù)見表3。

#2 機組非電量保護由于使用時間過長于2009年12月進行改造，改造過程中對于非電量保護F311與F312 的開入、開出進行檢查。具體檢驗方法是通過短接開入的方式模擬“遠方跳閘”非電量開入，通過測量跳閘壓板上端電位檢測非電量保護輸出。改造前示意圖如下，由以下兩部分組成（如圖5所示）。

表3 四臺發(fā)變組非電量開入防抖時間

圖5 非電量保護改造前

（1）安穩(wěn)裝置及其出口回路，包括安穩(wěn)裝置本體，安穩(wěn)裝置出口壓板及安穩(wěn)裝置至執(zhí)行單元的二次接線。

（2）保護執(zhí)行單元，包括F97 耦合模塊，保護跳閘矩陣等，其中F97 耦合模塊中同時接入安穩(wěn)動作信號、主變事故跳閘信號、母差保護切機信號、勵磁系統(tǒng)事故跳閘信號，收到任何一路信號，該模塊將出口跳閘命令至跳閘矩陣執(zhí)行。

#2 機組非電量保護改造后（用兩個非電量保護裝置F311、F312 替代原非冗余的F97 耦合模塊）示意圖如下，由以下兩部分組成（如圖6所示）。

（1）安穩(wěn)裝置及其出口回路，包括安穩(wěn)裝置本體，安穩(wěn)裝置出口壓板及安穩(wěn)裝置至執(zhí)行單元的二次接線。

（2）保護的執(zhí)行單元，包括F311 非電量保護裝置，保護跳閘矩陣等，其中F311 中同時接入安穩(wěn)動作信號、主變事故跳閘信號、母差保護切機信號、勵磁系統(tǒng)事故跳閘信號，收到任何一路信號，該模塊將出口跳閘命令至跳閘矩陣執(zhí)行。

圖6 非電量保護改造后

3.6 結論及原因分析

1）結論概述

經(jīng)過綜合分析，本次事件中安穩(wěn)裝置判斷故障正確，起動切機命令出口準確。從表3可知，#2 和#4 機設置為100ms，#1 即和#3 機設置為10ms。從簡要示意圖7可知，安穩(wěn)裝置出口脈沖時間約為100ms，機組K35 繼電器動作耗時約30ms，到達#2機組切機執(zhí)行機構中的F311 非電量保護裝置的脈沖事件僅約70ms，不滿足#2 機組F311 非電量保護裝置防抖時間100ms 設置，命令無效。綜上，即由于#2 機組切機執(zhí)行機構中的F311 非電量保護裝置的防抖動參數(shù)設置為100ms 過大，導致安穩(wěn)裝置發(fā)至#2 發(fā)變組F311 非電量保護裝置的切機命令未能被執(zhí)行，致使#2 機切機不成功，簡要示意圖如圖7所示。

圖7 安穩(wěn)至機組保護動作流程

2）造成本次事件的各方面主要因素

（1）#2 發(fā)變組非電量保護裝置內部開關量輸入防抖時間參數(shù)（software filter time）設置不合理。

（2）經(jīng)調查發(fā)現(xiàn)在#2 發(fā)變組非電氣量保護裝置升級安裝調試過程中，調試人員未考慮到安穩(wěn)出口跳閘脈沖與裝置開關量輸入防抖時間參數(shù)的匹配問題，未關注防抖時間參數(shù)的設置。

（3）電廠未采用有效的穩(wěn)控裝置整組動作試驗，未及時發(fā)現(xiàn)回路時間參數(shù)匹配存在的隱患。

4 事件啟示

1）從電廠運行的安全穩(wěn)定性考慮，機組切機回路隱患未消除之前，退出安穩(wěn)切機組的功能壓板和出口壓板，在投入壓板之前不應留技術盲區(qū)。

2）從事件原因可以看出電廠必須設置合理準確的安穩(wěn)及二次保護配置參數(shù)，并對回路進行實地檢驗確認。

3）電廠方面應該加強非定值類參數(shù)的管理以及研究，盡量找到本廠所屬機組設備的非定值類參數(shù)最優(yōu)值。

5 結論

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性即電力系統(tǒng)受到事故擾動后保持穩(wěn)定運行的能力[2]。水電廠安穩(wěn)裝置對于大電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行有著極為重要意義。因此，如何完善水電廠安穩(wěn)及二次保護配置同時合理的設置各項參數(shù)需要不斷的研究改進。

[1] 沈樹林.魯布革水力發(fā)電廠運行技術標準[Z].2012.

[2] 中國電力科學研究院.電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則[M].國家電力調度通信中心,2001.