某电厂#1机组OPC保护动作的原因分析

潘志尚

（云浮发电厂，广东 云浮 527328）

2009年5月20日09:32 某电厂网控事故喇叭响，查110kV 云硫线116 开关保护屏“重合”、“跳闸”指示灯亮。110kV 云硫线116 距离Ι 段保护动作，A、B、C 相间故障，距离：9.68km。

与此同时该电厂#1 发电机转速升至3022r/min，#1 机组发生甩负荷情况。查热控DCS 记录：09：32：44.905 时刻#1 机组DCS 硬件OPC 保护报警及动作，09：32：44.981 时刻硬件OPC 保护动作返回；#1 组机负荷由116MW 甩到最低值45MW。

1 原因分析

1.1 热控OPC 动作原理

OPC 动作原理（见图1、图2）如下。

动作条件1：当转速变化超过107%时，OPC 动作。

图1

图2

动作条件2：当功率负荷不平衡率超过60%时，OPC 动作。

动作条件3：当功率负荷不平衡率在30%～60%,对应转速变化率107%～100%交会点时（蓝色下斜线右侧区域）时，OPC 动作。

1.2 故障原因分析

根据OPC 动作原理，此次OPC 动作的原因有以下3 种可能。

1）实际机组转速到达定值或机组转速信号测量存在偏差导致OPC 保护动作。

对#1 机组转速测量信号，热控人员经检查确认该信号测量可靠，不会出现偶然偏差的可能。

从#1 机组电气PMU 录波数据来看，#1 发电机转速在云硫线线路故障时刻虽有扰动现象，但#1 机组实际转速变化未达到OPC 动作条件1 的动作定值（见表1）。

表1 20090520 云硫线故障时各系统周波

2）热控硬件OPC 逻辑及采样、整定值偏差导致OPC 保护动作。

对OPC 逻辑程序及定值进行检查，该定值是由硬件可烧录芯片存储的，几乎不可能自动发生变化，程序及定值方面的故障情况可能性可以排除，同时通过加量检测，OPC 保护的各采样正常。

3）机组有功功率变化达到定值或送至DEH 的有功功率信号存在偏差，造成OPC 保护动作。

由于线路故障时功率的暂态变化过程极其短暂，超出DEH 和DCS 的记录能力，因此热工方面是无法提供动作时刻功率变化过程。惟一可以提供是DCS 于5-20 09:32:44:905 记录到的OPC 动作信息（5-20 09:32:44:981 复位，动作时间76ms）。

检查传送#1 机组有功功率信号至DEH 的功率变送器，其型号为：FPW-201，三相四线制功率变送器。检查#1 发电机正常运行时有功功率变送器输出正确，通过对同型号有功功率变送器的模拟试验，暂未发现有功变送器输出异常情况。

初步分析#1 机故障录波曲线来看，#1 机组功率在线路故障瞬间有突变现象，且达到了OPC 动作条件3（见图3）。

图3

#1 机组故障录波值显示了#1 发电机功率在故障时，功率变化达到了OPC 的动作条件3。输送至DEH 的发电机有功功率信号是否也达到了OPC 定值，需要进一步检验确认，因此需进一步检验功率变送器暂态特性。

从#1 发电机故障录波曲线中抽取三个点，得出其中的电流、电压向量值，重新输入功率变送器，观察功率变送器的输出情况。

表2

1.3 故障原因确认及改进方法

可以得出#1 发电机功功率变送器可以反应电气的暂态过程，在线路故障期间，#1 发电机变送器功率输出信号发生了变化，其值达到了热控OPC 保护的动作定值。

因此为避免#1 机组在外部线路瞬时性故障时热控OPC 保护动作，热控OPC 保护应增加一定延时,以躲过线路的暂态过程，但由于#1 机组采用的是硬件OPC 保护，其定值是固化值，无法增加延时，同时电气及热控保护已的足够的其他同类保护，所以#1 机组取消热控硬件OPC 保护的动作条件3。

2 结论

功率变送器可以反应电气设备瞬时性故障的暂态过程，可以即时反应设备故障时电流电压的功角变化，所采样出的功率亦会发生较大变化。因此热控OPC 保护应设置一定的动作时间，躲过电气外部设备瞬时故障的暂态过程。对软件OPC 保护，可以通过修改程序增加出口延时来完善；对于完全固化无法修改的硬件OPC 保护，则应取消OPC 保护的动作条件3。