一起发电机突然加电压保护误动事故分析

马勇，赵淳

（1．华能济宁运河发电有限公司，山东济宁272100；2.山东济宁供电公司，山东济宁272100）

一起发电机突然加电压保护误动事故分析

马勇1，赵淳2

（1．华能济宁运河发电有限公司，山东济宁272100；2.山东济宁供电公司，山东济宁272100）

随着电力系统单机容量的不断增加，发电机突然加电压保护应用越来越广泛，伴随而来的由于保护误动造成的机组非计划停机也逐渐增加。通过对一起保护误动造成机组非计划停机事故的分析，从保护设计、运行检修管理等方面提出建议，以避免类似事故的发生。

误上电保护；误动；继电保护；运行检修管理

0 引言

根据GB／T 14285—2006《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，为防止发电机起停过程中发生故障，对于300 MW及以上机组宜装设发电机突然加电压保护（或称误上电保护）［1］。目前600 MW及以上容量机组已成为电网主力机组，发电机突然加电保护在运行机组中也得到了越来越广泛的应用。但由于设备、人为等因素导致的发电机突然加电保护误动也时有发生，造成了机组的非计划停运，也给电网的安全稳定运行带来了不利影响。

1 事故描述

事故发生时机组负荷300 MW，机组直流系统正极对地电压20 V，负极对地电压205 V。经查找原因为发变组支路直流接地，为确定故障点决定采用直流拉路。当对保护A柜开关量电源拉路时，保护C柜“热工保护动作”信号发出，动作信息“跳发变组出口断路器开关、灭磁开关、启动快切”，机组跳闸解列。

因机组跳闸时，正进行保护A柜开关量电源拉路，在事故发生后虽然A柜面板显示无动作信号，但仍对A柜进行了检查。通过查看A柜保护动作记录，误上电保护动作，跳发变组出口断路器、灭磁开关、跳厂变、启动快切。保护C柜虽然热工保护动作信号发出，但动作时间晚于A柜，确定为保护A柜误上电保护误动导致机组跳闸。现场保护为双重化配置，均为南京自动化股份有限公司DGT 801数字式发电机变压器组保护装置。

2 起因分析

2.1 误上电保护

当发电机盘车或转子静止时突然并入电网，定子电流会在定子绕组气隙中产生旋转磁场。该旋转磁场会在转子绕组中感应产生频率为工频或接近工频的感应电流，其作用结果与发电机异常运行时定子负序电流类似，会对机组（特别是大容量机组）转子造成过热损坏［2］。因为发电机的热容量和机械强度并没有随单机容量增大而同步提升，单机容量越大，其相对过热能力就越弱，这也是大容量机组宜装设误上电保护的原因。

DGT801装置误上电保护利用灭磁开关、发变组出口断路器位置接点、定子电流及低阻抗判据来判别发电机是否发生误上电。该保护在机组解列后自动投入，机组并网后自动退出，无保护投退硬压板，无需人工投退［3］。保护原理如图1所示。

图1 误上电保护原理

由图1可知，DGT801保护是依据灭磁开关与发变组出口断路器位置接点判别机组当前运行状态。机组解列后，灭磁开关与发变组出口断路器均在分位。此时，若机组定子电流大于整定值，则装置判断发电机误上电，保护延时动作。当机组并网后，此时灭磁开关与发变组出口断路器均在合位，保护逻辑值均为0，通过与逻辑闭锁保护。由上可知，DGT801保护实际是通过检测灭磁开关与发变组出口断路器位置实现保护的自动投退。

2.2 误上电保护误动分析

DGT801误上电保护装置用于判别机组运行状态的灭磁开关及出口断路器位置开关量输入信号并不是由就地端子箱接点直接接入参与保护逻辑判别，而是通过装置内部重动继电器动作后，由重动继电器接点参与逻辑判别，而上述重动继电器电源则取自装置开关量电源。为保证供电可靠性，开关量电源由两路直流电源供电，互为备用，由电源自动切换装置控制。当一路电源失电后，自动切换至另一路电源，以保证开关量电源不失电。

当运行人员直流拉路进行到保护A柜，拉开开关量电源时，此时，应在一路直流电源消失后即刻自动切换至备用电源，但由于切换装置故障导致备用电源自投失败，保护A柜开关量电源失电，重动继电器失电返回。对保护装置来说，相当于灭磁开关和出口断路器开关位置由合位变为分位，保护由此判断机组由并网转为解列，误上电保护自动投入。由于此时机组实际处于并网运行状态，定子电流远大于误上电保护动作电流整定值，保护动作，跳开出口断路器、灭磁开关、启动快切。同时，由于保护面板信号电源也取自本柜开关量电源，所以当拉路时由于电源失电，没能启动保护动作信号输出及保持，面板也就没有动作信号。

3 事故反思

DGT801保护为了防止长电缆分布电容的影响，对误上电保护开关量回路装设了大功率重动继电器，这可以有效避免来自系统操作、故障、直流接地等异常情况可能引起的保护误动。但对重动继电器本身，包括继电器本体、电源回路等异常可能对保护造成的影响尚欠考虑。建议在误上电保护逻辑中加入机端低电压、低频率判据，由断路器分闸位置、机端低电压、低频率组成机组解列判据，以增加机组解列判据的可靠性，防止因断路器位置接点异常造成保护误开放。

DGT801误上电保护仅在装置内部设置保护投退软压板，未在屏柜设置硬压板。软压板属于保护定值范畴，而机组运行期间严禁进行保护定值修改，导致运行人员在机组并网后无法手动退出误上电保护，增加了保护误动的概率。

根据DL／T 587—2007《微机继电保护装置运行管理规程》5.7条规定，当微机继电保护装置使用的交流电压、交流电流、开关量输入、开关量输出回路作业时应停用整套微机继电保护装置［4］。Q／GDW 267—2009《继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定》5.3条也规定，运行中的继电保护和电网安全自动装置需要检验时，应先断开相关跳闸和合闸压板，再断开装置的工作电源［5］。在本次事故中，运行、检修人员均未认真执行相关规程要求，在拉路前未及时断开相关保护压板，退出保护装置。运行、检修人员应加强相关规程的理解和贯彻，以避免类似事故的发生。

4 结语

随着大容量机组的不断投运，越来越多的新型保护被应用到生产实践中，这对保护厂家和运行维护人员提出了新的要求。为了切实提高保护正确动作率，避免保护误动，需要各生产厂家不断根据现场运行经验完善保护自身设计。同时，作为一线生产人员，应该严格执行各项标准制度，不断提高继电保护现场安全管理水平。

［1］GB／T 14285—2006继电保护和安全自动装置技术规程［S］.

［2］王维俭.电气主设备继电保护原理与应用（第二版）［M］.北京：中国电力出版社，2002.

［3］李玉海.电力主设备继电保护的理论实践及运行案例［M］.北京：中国水利水电出版社，2009.

［4］DL／T 587—2007微机继电保护装置运行管理规程［S］.

［5］Q／GDW 267—2009继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定［S］.

A misoperation accident of Inadvertent Energizing Protection

As the increasing capacity of units，the inadvertent energizing protection is used more and more widely，and the unplanned outage caused by protection misoperation increased gradually.We analyze an unplanned outage event caused by inadvertent energizing protection misoperation，and put forward some suggestions in terms of protection design and operating management to prevent similar incidents.

inadvertent energizing protection；misoperation；relaying protection；operating management

TM77

：B

：1007－9904（2014）04－0061－02

2014-04-30

马勇（1981—），男，工程师，主要从事继电保护整定调试工作；

赵淳（1988—），男，助理工程师，主要从事继电保护及变配电维护工作。