某电厂6 kV电源进线开关误跳事故分析及处理

徐靖飞，路军锋，马成久，郑 晨

(国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

某电厂在分系统调试阶段，准备进行“6 kV主油泵高压电动机”单体考核试验，DCS远方启动电动机后发生6 kV B段电源进线开关跳闸。经检查6 kV主油泵电动机高压开关综保装置无动作报警，6 kV B段电源进线开关无动作报警，DCS画面无任何故障报警。本文对事故的各个环节进行分析，找出事故原因并总结经验，为避免再次出现类似事故提出建议。

1 主设备概况

厂用6 kV高压开关柜为顺特电气设备有限公司生产并组装的KYN28A-12(Z) 铠装型移开式户内交流金属封闭开关设备。6 kV电源进线开关保护装置配备金智科技WDZ-5211线路保护测控装置、芬兰UTU集团智能弧光保护装置的主控单元。6 kV主油泵电动机高压开关保护装置配备金智科技WDZ-5233电动机综合保护测控装置。

2 事故经过

2020年6月1日09：18：14，6 kV母线由6 kV B段电源进线开关单电源正常供电。运行人员经就地检查合格后在DCS合6 kV主油泵高压开关。6 kV主油泵启动后发现6 kV主油泵高压开关合闸同时，6 kV B段电源进线开关与6 kV主油泵高压开关均发生跳闸，运行人员在就地两开关柜检查发现保护装置无动作报警信号，面板无异常。

2020年6月1日15：29：48，经建设单位、生产单位、安装单位、调试单位、监理单位开会讨论决定，首先检查6 kV母线、6 kV主油泵电动机电缆、6 kV主油泵电动机一次绝缘值，绝缘测试无故障后恢复系统供电，并重新进行主油泵工频启动，检查6 kV B段电源进线开关是否跳闸。经送电操作后动作情况与上午一致。

经故障录波记录文件检查，如图1所示，6 kV主油泵电动机启动时最大电流为A相2.1 kA、B相1.4 kA、C相1.8 kA，电动机启动时6 kV母线电压为A相3.56 kV、B相3.48 kV、C相3.54 kV，跳闸时间为46 ms。三相电流均衡未见故障，一次绝缘值合格，由此得出结论：此次跳闸为开关误动。故障录波记录文件如图1所示。

图1 故障时6 kV母线电压与进线电流

3 动作分析

2020年6月1日16：02：00，再次讨论事故原因。讨论分析原因结果如下[1]。

a.6 kV B段电源进线开关WDZ-5211线路保护测控装置定值不合理，导致工频启动时保护装置故障跳闸。

b.因就地急停按钮接入跳闸回路，由于接线不当导致6 kV B段电源进线开关与6 kV主油泵高压开关跳闸。

c.DCS系统逻辑存在寄生回路，DCS经错误逻辑保护跳6 kV B段电源进线开关与6 kV主油泵高压开关。

d.6 kV B段电源进线开关继电保护装置测量回路问题导致开关跳闸。

e.6 kV B段电源进线开关的弧光保护装置误动导致开关跳闸。

由于现场厂用电需要恢复，随即将6 kV B段电源进线开关恢复送电。而未受电的6 kV A段电源进线开关与已受电的6 kV B段电源进线开关回路设计完全一致，定值整定一致，于是决定通过对未受电的6 kV A段电源进线开关进行模拟试验，从而发现开关误跳闸原因[2]。试验步骤如下。

a.现场将6 kV A段电源进线开关拉至试验位合闸，调试人员通过使用博电SW-336继电保护测试仪模拟6 kV主油泵运行时电压电流，其中三相电压为系统电压59 V(TV变比为6/0.1 kV)，电流由0升至1.1 A(TA变比为2000/1 A)，未发现装置有任何故障现象。并对6 kV A段电源进线开关WDZ-5211线路保护测控装置进行校验。通过重新校验WDZ-5211线路保护测控装置的过流速断保护、差动保护试验发现WDZ-5211线路保护测控装置动作正常，跳闸正确，动作报警、指示正确，DCS信号采集正确[3]。由此得出6 kV B段电源进线开关不是由于线路保护装置的定值不合理或误动导致[4]。

b.现场将6 kV A段电源进线开关与6 kV主油泵高压开关拉至试验位合闸。就地按下6 kV主油泵急停按钮，随后6 kV主油泵高压开关跳闸，6 kV A段电源进线开关未动作。安装人员检查二次回路接线也未见有寄生回路存在，由此判断不是由于就地急停按钮接线不当导致6 kV B段电源进线开关与6 kV主油泵高压开关跳闸。

c.现场将6 kV A段电源进线开关与6 kV主油泵高压开关拉至试验位合闸，由DCS系统分别发出6 kV A段电源进线开关与6 kV主油泵高压开关分闸指令，随后检查DCS历史记录，结果为发出的分闸指令记录与开关分闸反馈记录均正确，而发生事故时DCS系统只收到分闸位置反馈记录，并没有分闸指令记录，由此判断不是DCS系统造成的6 kV A段电源进线开关与6 kV主油泵高压开关分闸。

d.现场将6 kV A段电源进线开关拉至试验位合闸，调试人员通过使用博电SW-336继电保护测试仪对WDZ-5211线路保护测控装置的电流保护回路与电流测量回路进行通道校验，试验结果为保护装置采样正确，采样误差满足使用要求，由此排除6 kV B段电源进线开关继电保护装置测量回路问题导致开关跳闸。

e.现场将6 kV A段电源进线开关拉至试验位合闸，调试人员通过使用博电SW-336继电保护测试仪对芬兰UTU集团智能弧光保护装置进行模拟量校验。当电流由0 A升至1.1 A(TA变比为2000/1 A)时，6 kV A段电源进线开关发生跳闸，面板无任何报警信号显示，DCS系统未收到弧光保护动作报警信号，现象与事故发生时情况一致。经检查，芬兰UTU集团智能弧光保护装置保护动作逻辑主要判据为弧光，为了避免误判，增加了电流增量作为辅助判据。当装置检测到弧光同时电流满足要求才会发出跳闸指令，并显示故障发生位置。弧光保护装置原理图见图2。而现场只满足电流增量一个条件的情况下发生跳闸，判断为弧光保护装置为按照逻辑说明判断故障。当6 kV主油泵启动时，弧光保护装置电流辅助判据定值设定为0.2In(额定In=5A)，启动电流一次值达到2.1 kA，二次电流为1.05A，超过弧光保护辅助电流判据条件1A发生跳闸，并未发出动作报警信号。

图2 弧光保护装置逻辑简图

为深度确认弧光保护装置逻辑错误问题，现场试验在不增加电流辅助判据的情况下，在弧光采集探头增加光源，试验结果为当光照条件达到弧光定值时发生跳闸，并未发出动作报警信号，面板无动作信号。由此确定因弧光保护装置未按照保护逻辑判断故障，导致6 kV B段电源进线开关误动作。

f.6 kV主油泵高压开关跳闸回路分为WDZ-5233电动机综合保护测控装置跳闸、DCS远方手动分闸、就地急停按钮跳闸与主油泵高压变频器重故障跳闸[5]。

现场通过对WDZ-5233电动机综合保护测控装置的保护校验、对6 kV主油泵高压开关的传动试验得出结果，WDZ-5233电动机综合保护测控装置动作正确，报警信号反馈正确，DCS远方手动分闸与急停按钮跳闸正确，反馈正确。而6 kV主油泵高压开关跳闸最有可能为主油泵高压变频器重故障联锁跳闸。于是分析当6 kV B段电源进线开关因弧光保护装置误动跳闸后厂用电失电，而6 kV主油泵高压变频器控制电源取自6 kV B段厂用变压器下级PC段母线。6 kV B段母线失电时，6 kV B段厂用PC段同时失电，6 kV主油泵高压变频器控制电源消失导致6 kV主油泵高压开关跳闸。经调取DCS系统历史曲线记录得到结果(DCS系统历史曲线记录如图3所示)。

15:29:50.030，DCS发出6 kV主油泵高压开关合闸指令，随后6 kV主油泵高压开关合闸。

15:29:50.145，DCS收到6 kV B段电源进线开关分闸反馈信号，厂用电失电。

15:29:58.420， DCS收到6 kV主油泵高压变频器重故障信号。

15:29:58.325，收到6 kV主油泵高压开关储能完毕信号。

15:29:58.483，收到6 kV主油泵高压开关分闸反馈信号。

图3 DCS系统历史曲线记录

由此得出结论，当6 kV B段电源进线开关因弧光保护装置误动跳闸8 s后，6 kV主油泵高压开关因主油泵高压变频器控制电源失电，导致主油泵高压变频器重故障跳闸。

据当时运行反馈信息，由于6 kV主油泵高压开关工频首次受电，运行操作人员在6 kV主油泵高压开关合闸时撤出6 kV配电室，运行人员通过听到的声音判断出6 kV主油泵高压开关与6 kV B段电源进线开关同时跳闸。从DCS历史记录查询得知，6 kV主油泵高压开关分闸与储能电动机储能完毕声音几乎重合，导致运行人员对开关状态有所误判。

4 解决方法

暂时将弧光保护装置退出运行，并联系厂家重新发送2台满足设计要求与逻辑要求的弧光保护装置。收到装置后按要求校验弧光保护装置，满足设计要求与逻辑要求后更换旧的弧光保护装置。

同时更改设计，将弧光保护跳闸回路由手动跳闸回路更改为非电量保护跳闸回路。更改设计后弧光保护装置动作后会在WDZ-5211线路保护测控装置留下保护动作记录，解决弧光保护装置动作后就地面板无动作指示问题，方便故障排查。

提高运行人员现场操作水平，发生故障后不慌忙、有秩序检查开关状态，仔细检查DCS历史记录帮助事故分析[6]。

5 结束语

某电厂6 kV B段电源进线开关跳闸是由于弧光保护装置保护逻辑问题导致的误动跳闸，厂用电失电，发生一系列联锁保护跳闸。国内生产的弧光保护装置一般在单体调试阶段由厂家配合完成。由于对该装置不够重视，导致在校验不合格的情况下投入使用，在运行中发生误动作，并不能在第一时间发现、排除故障。因此，必须重视任何保护装置到现场后的校验传动工作，不能通过厂家报告就盲目投入使用，采用正确的试验措施，有效避免保护装置误动作的现象再次发生[7]。