一次机组负序过流保护动作跳开500kV开关的分析.doc

一次机组负序过流保护动作跳开500kV开关的分析 莫亚波 华东宜兴抽水蓄能有限公司 摘要：简单介绍华东宜兴抽水蓄能电站运行方式和负序过流保护，并针对一次机组背靠背拖动试验过程中负序过流保护动作跳开500kV开关进行原因分析、总结，并提出一些建议和意见。 关键词：抽水蓄能机组 背靠背拖动 负序过流保护 一、电站简介 图1 宜兴抽蓄主接线示意图（3、4号机） 图 1 中： 5012 为500kV桥开关 5054/5051 为500kV线路开关 GCB03/04 为发电机出口开关 FCB03/04 为转子励磁系统磁场开关 PRD03/04 为换相闸刀。 SBI32/42 为拖动刀 SBI31/41 为被拖动刀（为实现将拖动机的发电方向电流转换为被拖动机的抽水方向电流，该闸刀设定为固定换向） 换相闸刀、拖动闸刀、被拖动闸刀为抽水蓄能电厂的特有设备，其中换相闸刀是为了实现机组发电方向和抽水方向运行时对相序的不同要求，为五极隔离闸刀，其中B相闸刀为两个方向公用；拖动闸刀、被拖动闸刀是为了实现机组抽水方向的启动。 华东宜兴抽水蓄能电站（以下简称宜兴抽蓄）位于江苏省宜兴市西南郊的铜官山，属日调节纯抽水蓄能电站，装有4台单机容量250MW的可逆式抽水蓄能机组（既可以做顺时针方向旋转的发电工况运行，也可以做逆时针方向旋转的水泵工况运行），在华东电网与江苏省网中承担调峰填谷、事故备用及辅助调频、调相等任务。 当抽水蓄能机组水泵工况起动时，由于不能立即从电网吸收很大的功率，所以机组须借用外力启动，起动方式有：同轴发电机走动、异步起动、同步起动（背靠背起动）、半同步起动、变频起动等。 由于此次事故是在背靠背拖动试验时发生，所以主要介绍下背靠背拖动： 背靠背起动是抽水蓄能机组水泵起动（电动机起动）的一种方式，正式名称为同步起动，它是用本电站或相邻电站的一台常规发电机组或蓄能机组做发电机运行来起动其他蓄能机组抽水。 开机前将被拖动机（电动机）与拖动机（发电机）在电气上联接（通称电气轴），并分别加上励磁。将转动起来的发电机产生的低频电源直接回在电动机定子上，电动机在同步转矩作用下跟随发电机逐步升速。发电机逐渐增加转速，电动机也随之同步升速，在达到同期条件后，电动机同期并网的同时解除发电机，完成起动过程。 以宜兴抽蓄3号机拖动4号机为例，其间的电气轴如图1中红线所示： 3号机（拖动机）定子——GCB03——SBI32——SBI41——4号机（被拖动机）定子 另外在拖动过程中4号机换相闸刀（PRD04）抽水方向合上，3号机PRD03分开。 二、事故现象 在一次3号机背靠背拖动4号机试验过程中，4号机因监控程序超时跳机，引起3号机机械跳机。2s后宜岷线5054开关、500kV分段桥5012开关跳开，相应厂用电动作。 现地检查保护盘柜上4号机保护盘A组负序过流保护灯亮，B组机组大差保护灯亮，无其他保护动作，判断为4号机负序过流保护动作。 三、负序过流保护 1）负序电流： 正序、负序、零序的出现是为了分析在系统电压、电流出现不对称现象时，把三相的不对称分量分解成对称分量（正、负序）及同向的零序分量。对于理想的电力系统，由于三相对称，因此负序和零序分量的数值都为零（这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因）。当系统出现故障时，三相变得不对称了，这时就能分解出有幅值的负序和零序分量度了a，Ib，Ic在相量图中转向相反，所以电站机组保护中设置了发电工况（G工况）和水泵工况（P工况）负序过流保护。而且G工况保护在P工况闭锁，P工况保护在G工况也闭锁。它是通过在每套保护装置中均设置两组保护定值组来实现的，分别为发电方向定值组和抽水方向定值组，默认为发电方向定值组，运行过程中通过PRD的信号来选择其中一组定值组投入运行。 表一 负序过流保护整定单： 保护 整定值 延时 动作后果 负序过流(1级启动) I2≥0.10IN t=5s 报警 负序过流(1级跳闸) I2≥0.15IN t=60s 跳开500kV桥开关 负序过流(2级跳闸) I2≥0.3IN t=1s 跳开500kV桥开关和线路开关，机组电气跳机 并电气跳相邻机组 负序过流(3级反时限) K1=20s , K2=0.1 t≥13.5s 机组电气跳机 四、原因分析 此次试验为3号机背靠背拖动4号机，4号机作为被拖动机，PRD04选择抽水方向，机组保护也选择为抽水方向。当4号机因程序超时跳机，走的是机械跳机流程，由于GCB04未合，所以PRD04直接分开；4号机跳机引起3号机跳机，同样走的是机械跳机流程，3号机先执行关导叶、关球阀，待导叶关至一定程度再行分开GCB03。 当4号机PRD04分开后，4