机组保护停机信号与监控系统时间配合探讨

吉元涛，骆佳勇，李能昌，汪 巍，李家汉，赵思意

(中国长江电力股份有限公司白鹤滩水力发电厂，四川 宁南 615400)

某大型水力发电厂机组保护采用南瑞继保的RCS-985系列保护装置，其停机出口接点动作后展宽时间为100 ms左右，监控系统采用南瑞NC2000，监控系统LCU对DI量巡检周期一般为300 ms，由于保护装置出口继电器为瞬时返回接点，故障切除时间一般为几十毫秒，发生故障时监控系统的数据处理量大，二者时间不匹配[1]，机组不能正常停机。故在设计初期发电机、变压器电气量保护停机出口接点后增加一级带自保持的重动继电器，继电器动作后需手动复归，用以满足LCU对DI的采集时间需求，系统保护停机出口回路如图1。

图1 保护停机出口回路图

1 问题简介

电站实际运行过程中，机组保护与监控系统配合试验时，分析机组保护动作信号与监控系统电气事故停机流程启动时序图，发现两者配合时间冗余不够，后期随着重动继电器运行时间增长，动作时间增加，可能发生机组保护动作后不能正常启动监控系统事故停机流程，造成机组带故障空载运行[2-3]。

另一方面，保护停机出口回路重动继电器23ZJ型号为DSP2-4A，此型号继电器精度高，寿命长但动作功率低，继电器动作功率校验记录见表1。实际运行过程中，抗干扰能力差，在发生直流接地或者直流系统串入交流时，极易发生误动的风险，触发监控系统电气事故停机流程，造成非计划停机事故。

表1 停机重动继电器动作功率记录表

为了消除停机出口重动继电器误停机风险，可以采取以下两个措施：

1)采用快速大功率中间继电器，确保不易受干扰而误动，采用大功率重动继电器动作后接点至监控系统LCU启动电气事故停机流程，虽然可以有效的解决继电器受到直流接地扰动造成非事故停机的风险，但继电器在实际运行过程中，存在长期运行老化的问题，继电器动作时间不可控，可靠性不高，检修校验复杂，不能从根源上解决两者时间配合的问题。

2)取消停机出口重动继电器，通过保护装置本身展宽停机出口动作时间。查阅装置说明书，RCS-985 GW装置跳闸出口插件所有跳闸出口均可整定为是否带展宽，展宽时间可设置，默认情况下为140 ms。保护停机出口展宽时间设定需要与监控系统进行整组联合试验，并且与监控系统程序的数据处理和扫描周期冗余配合，来满足监控系统电气事故停机流程启动时间。

2 处理措施

《水电站计算机监控系统基本技术条件》对监控系统实时性要求[4]：状态和报警点采集周期≤1 s；现地控制级装置接受控制命令到开始执行的时间应小于1 s[5]。通过保护停机信号传动LCU监控停机流程联调试验，测试在监控系统最大巡检周期时，机组保护动作后送停机信号出口的展宽时间能满足监控系统采集到的最短时间，试验记录如表2、3所示。从试验结果来看，当停机出口信号展宽时间设定大于200 ms时，监控能够可靠接收停机信号(SOE)和停机总出口信号(DI)。

表2 保护装置停机出口展宽时间试验记录表(发电机A套保护装置)

表3 保护装置停机出口展宽时间试验记录表(发电机B套保护装置)

经与保护及监控厂家协商，对机组保护装置停机出口信号展宽时间调整为450 ms，以确保监控系统LCU在收到停机信号后能顺利启动停机流程，从试验结果来看，保护停机接点展宽定值是在保护返回后的展宽，实测展宽时间与设定时间一致，实际停机动作接点闭合时间是大于展宽时间的。机组保护停机出口与监控LCU联动试验记录如表4所示，整改后保护停机出口回路见图2。

表4 机组保护停机出口与监控LCU联动试验记录表

图2 整改后保护停机出口回路图

3 结 语

综上所述，机组保护动作停机信号通过保护装置出口继电器送至监控系统，直接启动监控系统电气事故停机流程。从保护装置与监控系统的时间配合来看，建议保护装置停机时间的出口继电器接点设置展宽时间，以满足电气事故停机流程的启动时间。

实际应用中，应根据不同的保护装置和不同的监控设备采取不同的措施，对增加了展宽时间的继电器应严格调试，避免启动失灵的接点和其他要求瞬时返回的保护接点误加展宽时间。如果装置展宽时间仍无法满足监控系统停机流程的需要，建议重动继电器采用大功率(大于5 W)继电器，能有效防止继电器受干扰引起误动作。