保护装置跳线设置错误引起的机组停运案例分析

杜宁宁 韩国强

摘 要：本文对一起电动机综合保护装置跳线设置错误引起的机组停运案例进行分析。深入分析了电动机综合保护装置跳线设置错误时，零序保护不动作的原因。为避免类似问题重复发生，具有借鉴意义。

关键词：电动机综合保护装置；零序保护；跳线设置

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0221-01

1 引言

发电厂厂用高压电动机的可靠性决定着机组运行安全性能。WDZ-430电动机综合保护测控装置主要用于大型及中型三相异步电动机的综合保护和测控，对2000kW及以上特大型电动机或主保护灵敏度校验不合格需要加装与之配套的WDZ-431电动机差动保护装置。装置可配置独立的操作回路和防跳回路，可适用于各种出口的电动机回路。WDZ-430电动机综合保护测控装置具有接地保护功能。接地保护采用零序电流互感器获取电动机的零序电流，构成电动机的单相接地保护。

2 事件经过

某电厂一台300MW机组配置3台6kV炉水泵电机，6kV厂用电系统为大电流接地系统。某日机组AGC方式运行，负荷207MW，主汽压力16.6MPa，主汽温538.1℃，炉A、B磨煤机运行，A、B、C炉水泵运行，A、B汽动给水泵运行，机组运行稳定。6kV炉水泵电机配置WDZ-430综合保护装置。运行中，炉水泵电机导电头故障接地，电动机综合保护装置零序保护未出口跳闸，高厂变A分支零序保护动作跳6kV工作电源开关，保护动作闭锁快切装置，6kV工作A段母线失压，A侧磨煤机、一次风机、送风机等设备失电造成燃烧工况恶化，锅炉“全炉膛无火”发出，锅炉MFT动作，机组停运。

3 故障现象

检查机组发变组保护A、B屏，发变组组保护柜发出“高厂变A分支零序保护动作”报警，A分支零序过流t1保护动作。A分支零序电流动作定值0.25A，动作时间1s，A柜零序动作电流：CPUA 1.3531A，CPUB 1.3855A；B柜零序动作电流CPUA 1.3775A，CPUB 1.3897A，折算至一次电流值为550A左右，高厂变A分支零序过流保护正确动作。保护动作闭锁6kV工作A段快切，6kV工作A段母线失电，B段厂用电快切装置动作正常，切至备用电源。400V保安段进线电源由工作进线切至备用进线，400V工作A段失电。炉水泵开关综合保护装置发出“过热保护”报警，无当日其他保护动作报告，6kV工作A段其他开关无异常报警。

在炉水泵开关出口电缆处测量炉水泵电机绝缘为0，打开炉水泵电机接线盒检查电机引线，发现C相引线处有烧黑现象，拆除电缆，测量电机绝缘电阻为0，电缆绝缘820MΩ，电缆绝缘合格。

测量炉水泵零序CT伏安特性，能满足零序保护要求。做炉水泵零序CT大电流试验，在零序CT一次侧加500A电流，测量CT二次电流13A，且波形无畸变现象。在零序CT一次侧加600A电流，保护动作正常，排除CT饱和的可能性。进行炉水泵综保装置零序回路通流检查，加电流后装置显示正常；检查炉水泵综合保护装置接地电流定值一次值为10A，将该开关拖至试验位置合闸，在零序CT一次侧通11A电流，保护装置正确动作跳闸。模拟故障时相电流及零序电流值，在保护装置上加电流，A相端子加0.5A，C相端子加11A，零序端子加15A（B相代替），“过热保护”信号发出，“接地保护”未动作。

4 原因分析

根据炉水泵保护装置说明书，为了防止零序不平衡电流引起保护误动作，本保护采用了最大相电流Imax作制动量，其动作特性为：

I0>I0dz 当Imax≤1.05Ie时

I0>[1+（Imax/Ie-1.05）/4] Iodz， 当Imax≥1.05Ie时

t0>t0dz

式中，I0：电动机的零序电流倍数

I0dz：零序电流动作值（倍）

Ie：电动机额定电流（A）

t0dz：整定的接地保护动作时间（S）

t0z：接地保护动作时间（S）

零序额定电流视中性点接地电流大小确定。保护装置提供I0e=0.02A和I0e=0.2A两种供选择。中性点小电流接地时，取I0e=0.02A；中性点大电流接地时，取I0e=0.2A。实际中，单相接地保护定值是按照一次电流动作值整定。该保护校验时，先不输入定值，保护退出。零序电流互感器二次接线接入装置。在零序电流互感器上加一次电流动作值，反映到保护装置中为零序二次电流I0，通过模拟板上的跳线是该数值I0变化到合理范围。此I0便是装置需要输入的保护即为接地保护动作值I0dz。

接地保护采用最大相电流Imax做制动量，Imax=（Ia，Ic）。所以在A、B、C三相电流中需施加一相制动电流。当Imax≤1.05Ie时，施加的零序电流大于零序电流动作值Iodz，保护延时todz动作；当Imax>1.05Ie时，施加的零序电流大于[1+（Imax/Ie-1.05）/4] Iodz，保护延时动作。在综保装置电流回路A相端子加0.5A，C相端子加11A，零序端子加15A（B相代替）时，相当于一次负荷电流25A，故障相电流和零序电流约550A，根据装置说明书计算制动倍数82倍，试验时综保装置内部零序显示倍数约65倍，小于82倍，未达到零序保护动作条件，零序保护不动作。炉水泵电机接地时，保护装置动作跳线在0.02档位上，大电流接地时，因电流超出装置零序CT采样范围且制动倍数远大于动作倍数，造成电动机接地故障时，零序保护不动作。

本台机组大修时对炉水泵电机进行了改造性大修。分析电机导电头故障原因可能是导电头绝缘套材料存在缺陷或设备出厂前单独做的导电头水耐压试验、交流耐压试验，因执行标准较高（水压26MPa，温度60℃，交流耐压13kV，5min），可能对导电头造成一定损伤。因导电头处于引线内封里面，设备交接时，通过引线外部检查及绝缘测量和交流耐压试验不能发现导电头的损伤。

5 结语

此事故反应了電气技术人员业务技能不足，对6kV综合保护装置了解不全面，保护装置的跳线设置不符合装置规定。保护校验有缺项，保护检修时虽然根据厂家说明书进行了定值设定、通流和定值校验工作，但未进行带制动方式下的零序保护校验内容。外委检修设备质量验收把关不严，炉水泵大修时进行了现场监督，仅对设备检修过程进行了表面验收以及相关试验，未对各工序、部件进行仔细检查、验收。为避免此类事故的重复发生，继电保护工作人员在更换保护装置时应仔细阅读保护装置技术说明书，熟悉装置的技术参数。选择继电保护装置参数配置时，必须审核继电保护装置参数配置与电厂一次系统匹配。在机组检修进行保护校验时，应制定完善的保护校验方案，增加带制动方式下的零序保护校验内容，避免跳线错误无法发现。