220 kV线路故障对厂用电设备的影响

张林渠，梁远超

(四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638017)

1 事件概况

某电厂6台机组总装机2 400 MW，由4台300 MW机组和2台600 MW机组组成，分三期建成。其中一期2台31号、32号机组接入220 kV系统，二期2台33号、34号机组及三期2台61号、62号机组接入500 kV系统，全厂启动备用电源均取自220 kV系统，220 kV系统接线见图1。

如图1所示，220 kV采用双母带专用旁路母线接线方式，共11个间隔，具体如下：4条出线间隔，分别为广代东线261、广代西线262和广丰一线263、广丰二线264；一期两个发变组间隔，分别为31号发变组201和32号发变组202；有三个启动备用电源间隔，分别是一期1号、2号启备变205、二期3号启备变206、三期4号启备变207；另有旁路间隔215和母联间隔212。

图1 220 kV系统接线

2017-08-20，31号、32号、33号机组停机备用，34号、61号、62号机组运行。14：08，31号照明电源失去，220 kV线路控制屏多个光字牌报警，220 kV运行开关无异常跳闸。500 kV系统及34号、61号、62号机组运行正常。

2 检查情况

2.1 一期设备检查情况

(1) 31号机组照明变低压侧开关跳闸。

(2) 一、二期脱硫部分设备跳闸：B磨机再循环箱搅拌器跳闸；制浆区坑泵搅拌器跳闸；给料箱搅拌器跳闸；脱水楼A侧2号滤布冲洗水泵跳闸。

2.2 二期设备检查情况

33号机大机A排烟风机跳闸。

2.3 三期设备检查情况

三期主辅机设备运行正常，无设备异常跳闸。

2.4 220 kV保护室检查情况

(1) 220 kVⅠ，Ⅱ母母差保护装置“复合电压零序保护动作”。

(2) 220 kV线路广代东线261、广代西线262保护启动，保护整组复位。220 kV广丰一线263、广丰二线264光纤保护“发信”和“接收”启动。

(3) 220 kV故障录波装置启动。通过故障录波图发现，故障期间，220 kVⅠ母、Ⅱ母电压Ua(A相电压)降低、3U0(零序电压)增大，220 kV线路261，262，263，264电流Ia(A相电流)突变增大。通过故障波形曲线分析，故障持续时间约3个周波60 ms。

2.5 500 kV系统检查情况

500 kV合环运行正常，无异常报警。

2.6 外部系统故障情况

(1) 经咨询调度，220 kV系统发生了外部系统故障，220 kV黄铜线单相接地，重合闸不成功。

(2) 该厂220 kV广代东线261和广代西线262均接至220 kV代市变电站，220 kV代市变电站经黄代线接至220 kV黄岩变电站，220 kV黄岩变电站经黄铜线接至220 kV铜堡变电站。

(3) 黄铜线发生A相接地故障，重合不成功跳闸，期间接地故障电流大，220 kV系统A相电压跌落严重。

3 部分设备跳闸分析

3.1 外部系统故障引起厂用电系统电压跌落严重

故障发生时，一、二期机组6 kV厂用电系统由220 kV启备变供电。外部220 kV系统A相接地，引起6 kV厂用电系统电压降低。查阅1号、2号启备变故障录波器显示，220 kV侧A相电压最低降到45 %额定电压。由此可以推断厂用6 kV系统、380 V系统电压亦相应严重降低。

3.2 照明变低压侧接地保护整定错误

经检查，31号机组照明变额定容量400 kVA，低压侧额定电流577.35 A，接线组别为D/Yn-11。照明变低压零序保护零序电流来自变压器中性点零序CT，变比1 000/5，整定电流(一次值)及时间分别为200 A，0 s，但按照正确的定值应为1 000 A，0.4 s，整定错误。

220 kV系统外部发生A相接地故障，持续时间为60 ms，造成照明变低压侧三相电压不平衡，从而引起三相电流不平衡。由于零序保护电流整定值偏小，不平衡电流达到零序保护电流动作值而启动；同时由于保护时间误整定为0 s，导致照明变低压侧开关误跳闸。

3.3 部分辅机跳闸原因分析

该厂部分辅机设备控制电源引自380 V系统A相，外部系统故障引起电压降低，使交流接触器电磁吸力不足，接触器自动释放，从而引起部分设备跳闸。接触器的释放电压视具体设备而定，用户可以根据现场需要，选择释放电压更低的接触器，以满足现场安全生产要求。据有关资料介绍，一般而言，释放电压越低，释放时间越短。例如：对于交流接触器，当电源电压低于接触器线圈额定电压的50 %，时间超过1个周波(0.02 s)时接触器释放；当电源电压低于80%，持续5个周波(0.1 s)时接触器释放。然而，对于安装有防“晃电”保护的设备，在其“晃电”保护时间内，则不会发生跳闸。

4 处理方法及管理改进

(1) 重新整定照明变低压侧零序过流保护定值。按照DL/T 1502—2016《厂用电继电保护整定计算导则》，低压侧中性点零序电流应躲过最大不平衡电流，同时与下一级零序电流保护配合；下一级无零序电流保护时，应与下一级相电流保护最大动作电流配合，以防止越级跳闸。重新整定照明变低压侧开关零序保护定值为1 000 A/0.4 s，高压侧综保装置内低压侧零序保护定值整定为1 000 A/0.7 s，以实现动作时间的配合。

(2) 恢复跳闸的设备运行。由于A相电压突降太低，引起A相作为控制电源的交流接触器返回，造成部分设备跳闸，对跳闸设备就地检查无异常，重新启动设备，恢复跳闸设备正常运行。

(3) 系统全面地检查厂用电系统。发生异常跳闸的设备按照以上方法进行恢复，注意恢复设备运行前，按照设备启动要求做好启动前检查确认工作，并做好相关记录。

(4) 按照举一反三要求落实整改。对31号机组照明变低压侧接地保护误整定错误进行专题分析，落实整改责任、整改内容和整改时间，对于380 V低压厂用电系统设备，按照重新计算制定的保护定值单进行保护整定。

(5) 配置抗“晃电”保护。为减小类似事件发生的影响，对由此跳闸会影响运行机组安全的重要负荷，应倒由运行机组厂用工作段提供电源，对于特别重要的负荷应考虑配置抗“晃电”保护。

(6) 加强与相连变电站的联系。发生类似故障时，及时与出线或相邻变电站取得联系，沟通确认相关报警信息，并做好运行和维护检查记录。

(7) 严格执行调度规定。故障后及时汇报升压站设备运行及故障报警情况，依据运行规程规定，逐步恢复跳闸设备的正常运行。

(8) 做好记录和培训。对保护跳闸信号进行复位，做好保护屏、控制屏、故障录波等记录。开展业务知识技能培训，掌握外部系统故障造成厂内设备跳闸的检查和处理方法。

5 结束语

发电厂外部高压输电线路故障会对发电厂厂用电系统带来冲击。如果厂用电设备如低压厂用变压器接地保护整定不当、辅机设备抗“晃电”性能不能满足要求，则会引起这部分厂用电设备的误跳闸，影响机组稳定运行，对此必须高度关注，认真分析厂用电设备防“晃电”性能是否符合要求，对于那些不满足要求的设备采取针对性措施加以改进。以上案例的分析及采取的措施，可为发电厂提供一定的借鉴。