羅全兵，金清山，李國賓，任 剛，李 倩

（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： 低頻過流；保護動作；抽水啟動

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)電機組，總裝機容量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，可以充當電網(wǎng)最佳的緊急事故備用和“黑啟動”電源。

張河灣電廠機組保護采用西門子保護裝置，于2007年投入運行。低頻過流保護配置在機組保護A、B盤7UM622裝置中，在機組抽水啟動低頻階段，對機組起保護作用。

2 低頻過流保護定值修改

（1）定值修改背景

張河灣電廠抽水工況時一次額定電流為10 191 A，低頻過流保護用CT變比為12 000/1，所以二次側(cè)額定電流為0.85 A，根據(jù)廠家設(shè)計理念取1.4倍可靠系數(shù)，定值整定為1.19 A。根據(jù)機組泵方式啟動電流（實測機組SFC啟動和背靠背拖動時的電流記錄數(shù)據(jù)，電流最大沒有超過2 000 A），所設(shè)電流門檻值已遠大于設(shè)備運行參數(shù)或故障參數(shù)。因為低頻過流保護的門檻值設(shè)置不合適，需對定值進行修改。

（2）定值修改后情況

根據(jù)實測機組SFC啟動和背靠背拖動時的電流記錄數(shù)據(jù)，電流最大沒有超過2 000 A，按此數(shù)值考慮，取1.5倍的可靠系數(shù)，電科院將電流門檻整定為3 000 A，即二次側(cè)為0.25 A。同時，為了防止并網(wǎng)之初保護誤動，將延時適當延長，由原來0.8 s延長至2 s。

3 事故發(fā)生經(jīng)過

2016年04月30日凌晨，3、4號機C修后首次抽水啟動，啟動信息如下：

00:34:22，3號機C修后首次抽水啟動試驗，

00:40:03，3號機抽水工況并網(wǎng)，但沒到穩(wěn)態(tài)工況。

00:41:18，監(jiān)控出現(xiàn)報警：3號機組低頻過流保護動作。

00:41:18，3號機抽水啟動失敗。

00:50:06，4號機C修后首次抽水啟動試驗。

00:55:43，4號機抽水工況并網(wǎng)，但沒到穩(wěn)態(tài)工況。

00:57:02，監(jiān)控出現(xiàn)報警：4號機組低頻過流保護動作。

00:57:02，4號機抽水啟動失敗。

4 缺陷原因分析

2016年3號機組、4號機組C修期間，為了提高低頻過流保護動作的靈敏性，電站根據(jù)校核后的發(fā)變組保護定值，將低頻過流保護定值門檻由1.19 A改為0.25 A，延時由0.8 s改為2.0 s。由于內(nèi)部判據(jù)不夠完善，未能躲過抽水工況啟動電流。

修改前，低頻過流保護的工況開放/閉鎖邏輯如圖1所示。

圖1 修改前開放/閉鎖邏輯

閉鎖條件中僅包括抽水啟動工況、抽水調(diào)相工況、拖動機、被拖動機條件被鎖，未引入機組開關(guān)位置閉鎖條件。

根據(jù)工況閉鎖邏輯，當PC并網(wǎng)后將立即閉鎖保護。定值修改為0.25 A時，小于機組額定電流，因此機組并網(wǎng)后應(yīng)立即退出保護，否則保護將誤動。但在修改定值時誤以為SS-PC-P過程中在PC狀態(tài)后會閉鎖保護，所以并沒有采取其他閉鎖措施。在PC-P轉(zhuǎn)換過程中，保護裝置判斷工況為抽水啟動工況，裝置重新開放保護，隨著電流的上升，最終導(dǎo)致保護動作。

5 缺陷處理

修改低頻過流保護閉鎖邏輯：引入GCB位置進行閉鎖，對抽水啟動（PS）、抽水調(diào)相啟動（PCS）、被拖動機（LAUNCHED）3種工況進行閉鎖。修改后閉鎖邏輯圖如圖2所示。

圖2 修改后閉鎖邏輯

6 暴露問題

（1）運維人員專業(yè)技能有待提高，對保護裝置內(nèi)部判據(jù)及定值了解不夠深入，未能充分掌握機組抽水工況與低頻過流保護的特性。

（2）設(shè)備管理不到位，定值修改方案不完善，過程監(jiān)護及驗收深度還需進一步加強。

（3）施工方案審核不到位，未考慮到SS-PC-P的過程中，到達PC穩(wěn)態(tài)后保護閉鎖，PC-P過程中裝置會再次開放保護。暴露出設(shè)備管理不完善、不細致。

（4）施工質(zhì)量驗收時，未發(fā)現(xiàn)保護閉鎖邏輯內(nèi)部判據(jù)的不足。暴露出施工質(zhì)量管控不嚴。

7 防范措施

（1）重新梳理低頻過流保護內(nèi)部邏輯及定值，設(shè)置可靠的閉鎖條件，如引入機組出口開關(guān)（GCB）輔助接點，要仔細考慮具體實現(xiàn)的方式，保證能照顧到所有的工況，如需要考慮到LAUCHER（拖動機）工況的情況（因為拖動機時機組GCB為合位）。

（2）加強對設(shè)備主人的培訓(xùn)力度，提高設(shè)備運維水平。

（3）每年安排技術(shù)人員參加設(shè)備廠家組織的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，積極參與公司組織的各項技能鑒定及培訓(xùn)，提高繼電保護專業(yè)人員技術(shù)水平。

8 結(jié)論

綜上所述，運維人員在進行保護裝置定值優(yōu)化時要充分了解保護裝置的各種邏輯條件與閉鎖條件，掌握機組各工況下保護的特性，保證繼電保護的可靠性、靈敏性、選擇性、速動性。定值修改后既要滿足保護動作的靈敏性，也要保證繼電保護的可靠性，即不拒動、不誤動。