朱海峰，金清山，許 翔，李 倩，李永杰

（河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300）

主題詞： 過流保護(hù)；出口方式；短延時；故障切除

1 引言

河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡稱“張河灣電廠”）位于河北省石家莊市井陘縣境內(nèi)，距石家莊市直線距離為53 km，公路里程為77 km。張河灣電站設(shè)計安裝4臺25萬kW單級混流可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量100萬kW，以一回500 kV線路接入河北南部電網(wǎng)，主要承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相等任務(wù)，并且在電網(wǎng)故障甚至瓦解時，可以充當(dāng)電網(wǎng)最佳的緊急事故備用和“黑啟動”電源。

張河灣電廠發(fā)變組保護(hù)采用西門子公司生產(chǎn)的SIPROTEC-4數(shù)字式保護(hù)設(shè)備，包括發(fā)電電動機(jī)、主變壓器、勵磁變壓器、廠用變壓器以及起動回路等的設(shè)備保護(hù)。保護(hù)由機(jī)組保護(hù)A柜（7 UM622、7 UT613）、機(jī)組保護(hù) B 柜（7 UM622、7 UT613）、變壓器保護(hù) A 柜（7 UT613、7 UM612）、變壓器保護(hù) B 柜（7 UT635、7 UM612、7 SJ611兩臺）4面保護(hù)屏構(gòu)成。張河灣電廠勵磁變過流保護(hù)邏輯為達(dá)到過流保護(hù)定值后延時T1（0.5 s）出口跳500 kV開關(guān)，容易造成事故擴(kuò)大，故需對原勵磁變過流保護(hù)配置進(jìn)行改造。

2 原勵磁變過流保護(hù)配置介紹

張河灣電廠勵磁變過流保護(hù)配置在主變保護(hù)B盤裝置F43（7SJ611）上。我廠勵磁變過流保護(hù)高值過流速斷整定值12.90 A，動作延時為0 s，反映勵磁變高側(cè)短路故障；低值時限過流整定值1.90 A，動作延時為0.5 s，反映勵磁變低側(cè)短路故障，出口方式為：跳500 kV開關(guān)、跳勵磁變低側(cè)開關(guān)、滅磁、停機(jī)、跳本機(jī)組GCB、跳相鄰機(jī)組GCB、跳SFC開關(guān)、啟GCB失靈。

我廠主接線為單元接線型式，1、2號發(fā)變組共用一個500 kV開關(guān)，3、4號發(fā)變組共用一個500 kV開關(guān)，我廠主接線圖如圖1所示。

圖1 電廠主接線圖

我廠勵磁變高壓側(cè)未設(shè)置斷路器，直接接在主變低壓側(cè)，接線型式如圖2所示。

勵磁變過流保護(hù)動作時，直接跳開500 kV開關(guān)，造成相鄰發(fā)變組陪停，事故擴(kuò)大。因此，我廠勵磁變過流保護(hù)配置需進(jìn)行改造優(yōu)化，增加一段短延時保護(hù)。當(dāng)故障點遠(yuǎn)離勵磁變時，保護(hù)動作，分開勵磁變低壓側(cè)開關(guān)，切除故障，限制事故擴(kuò)大。若故障依然存在，長延時保護(hù)動作，再跳開500 kV開關(guān)，可靠保護(hù)勵磁變壓器。

3 勵磁變過流保護(hù)配置更新方案

方案一：使用保護(hù)調(diào)試電腦設(shè)置勵磁變過流保護(hù)的第3段50-3：整定值同50-1（低值時限過流整定值1.90 A），延時T2（=0.2 s），如圖3所示。

圖3 參數(shù)配置圖

然后在配置表中，配置過流保護(hù)的第3段50-3。

方案二：先在矩陣表中，配置過流保護(hù)I＞T2。

然后在保護(hù)聯(lián)機(jī)電腦中，新建一個CFC（可編程邏輯），通過計時器實現(xiàn)0.2 s的延時，如圖4所示。

4 方案選擇

方案對比：

方案一需要將勵磁變保護(hù)F43裝置參數(shù)版本升級到5.0.0以上（目前我廠保護(hù)F43裝置參數(shù)版本為4.63.01），該方案實施起來相對簡單，但我廠從未升級過裝置參數(shù)版本，并且我廠用的調(diào)試軟件DIGSI版本為5.82，可能存在版本升級后無法讀取或者其他無法未知的風(fēng)險。

圖4 新建計時器

方案二相對比較復(fù)雜，需要新建邏輯，還需將矩陣表與邏輯相關(guān)聯(lián)，實施過程中需要加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，防止出錯，優(yōu)點是在當(dāng)前的版本上即可進(jìn)行修改，無需升級參數(shù)版本，相對方案一而言，風(fēng)險較小。

經(jīng)過方案對比，方案二的風(fēng)險更小，并且復(fù)雜程度在可控范圍內(nèi)，故決定采取方案二來進(jìn)行勵磁變保護(hù)配置更新。

5 方案實施

（1）將F43裝置中的配置下載到DIGSI程序中，首先保證DIGSI的配置與F43裝置配置相同；

（2）按照方案二，在DIGSIF43保護(hù)裝置中，首先在配置表中配置I＞T2，B05之前未被使用，可以配置為新的開出量，配置B06用于點亮屏柜的紅色跳閘信號燈（圖 5）。

圖5 配置過流保護(hù)延時

（3）創(chuàng)建新的 CFC（I＞T2），將所有的配置關(guān)聯(lián)完成，確認(rèn)無誤后，將包含新建 CFC（I＞T2）的程序灌裝至F43裝置中。

（4）增加新的跳閘繼電器K433，如圖6所示。

（5）BO5閉合后起動外部跳閘繼電器K433，該繼電器動作后跳勵磁變低側(cè)開關(guān)、滅磁、停機(jī)、跳GCB、跳SFC開關(guān)、起GCB失靈、電氣跳閘。

圖6 增加跳閘繼電器

6 結(jié)論

勵磁變過流保護(hù)配置更新后，過電流保護(hù)I段短延時動作于滅磁、停機(jī)，同時斷開勵磁變低壓側(cè)斷路器，切除故障，不影響本機(jī)組主變及相鄰機(jī)組主變運(yùn)行，可以有效縮小事故范圍，減少經(jīng)濟(jì)損失；若故障點位于勵磁變低壓側(cè)斷路器近勵磁變側(cè)，過電流保護(hù)II段長延時動作于斷開勵磁變各側(cè)斷路器和滅磁、 停機(jī)，依然可以有效的切除故障。本次改造，對勵磁變過流保護(hù)原有配置未產(chǎn)生影響，而是在此基礎(chǔ)上提高了可靠性，對提高電廠設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性有重要的意義。