PDF《500 kV 变电站全站失压机组保护分析及对策》

第2卷第

1 期/Vol.

2 No.

1 南方电网技术 实践与经验/ pp. 67-74

2008 年2月/Feb.

2008 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Practice &

Experience 文章编号:1674-0629(2008)01-0071-04 中图分类号:TM772 文献标识码:B

500 kV 变电站全站失压机组保护分析及对策 丁健,赵伟 (国华粤电台山发电有限公司, 广东 台山 529228) Analysis on and Countermeasures for the Unit Protection at a

500 kV Substation over Losing Power DING Jian, Zhao Wei (Guohua Taishan Power Plant, Taishan, Guangdong 529228, China) Abstract: It is shown by the analysis on the unit protection at the

500 kV Substation in Guohua Taishan Power Plant over losing power that as the relay protection equipments can'

t find the running condition of the power system, a safe-stability control system must be used to determine the running condition of the system, so that the turbine will be trip off when the substation losing connection with the power system. Key words: substation power loss;

safe-stability;

setting calculation 摘要:对国华台电

500 kV 升压站全站失压过程分析 显示,由于保护装置难以感知系统运行状况,有必要 采用安稳控制系统来判断系统运行状况,当升压站送 出断面断开时,及时通过安稳装置出口动作于切机. 关键词:变电站失压;

安稳;

整定计算 国华台电

3、

4、5 号3*600 MW 机组通过两条

500 kV 电压等级输电线路与南方电网相连, 通过同 杆架设的双回出线接入

500 kV 香山变电站.500 kV 配电装置为 GIS,一次回路有两个完整串(3 号 发变组和鼓香乙线,5 号发变组和鼓香甲线) ,一个 不完整串(4 号发变组) ,共三串八个开关,采用瑞 士ABB公司制造的全封闭SF6气体绝缘室内配电装 置.

500 kV 系统采用二分之三接线方式(见图 1) , 发变组进线与出线采用交叉接线方式,此接线方式 具有调度灵活和运行可靠的特点.在正常运行时, 两条母线和八台断路器全部都投入运行,形成多环 状供电网络,断开任何一台断路器都不影响发电和 供电.

500 kV 系统线路配置主一保护(RCS-931DM 光纤电流差动保护) 、主二保护(RCS-902CD 纵联 距离保护) 、辅一保护(RCS-924A T 区保护装置) 各一套,实现完全双重化配置,重合闸方式为单相 重合闸,检线路有压方式.各断路器均配置RCS-921A 断路器保护和操作箱 CZX-12R1.

1 事故过程 1.1 变电站失压过程

2007 年2月20 日, 事故前国华台电

500 kV 升 压站

5011、

5012、

5013、

5031、

5032、5033 开关均 在合闸位置,

4 号发变组检修

5021、

5023 开关分闸,

3 号主变倒送电带厂用电,

5 号发变组及鼓香甲、 乙 线正常运行. 该日

8 时41 分09 秒, 鼓香甲线 B 相故障,

5031、

5032 断路器 B 相跳闸,2183 ms 后

5031、5032 断 路器非全相保护出口三相跳闸;

8 时43 分17 秒, 鼓香乙线 C 相故障,

5012、5013 断路器 C 相跳闸,

2175 ms 后

5012、5013 断路器非全相保护出口三相 跳闸(香山站判瞬时故障为永久性故障) .5 号机组 MFT 首出汽机跳闸, 低频保护动作跳

805 开关并灭 磁,50 0kV 升压站全站失压.6 kV 厂用电切换至

03 号高压备变运行, 但由于时间较长, 3―5 号机组 南方电网技术

2008 年第2卷72 图1国华台电

500 kV 升压站一次系统图 Fig.

1 Primary Wiring Diagram of the

500 kV Substation in Guohua Taishan Power Plant 事故备用电源柴油发电机组启动,并各自接带

380 V 保安电源成功. 1.2 机组保护动作 事故后我们从 DCS 获得如下动作信息: 08:43:21:351 0PC 动作 (第1次) 08:43:21:368 恢复;

08:43:21:383 0PC 动作 (第2次) 08:43:26:090 恢复;

08:43:30:392 0PC 动作 (第3次) 08:09:19:403 恢复;

08:43:20:977 EH 油泵 A 因EH 油压低联锁启 动(EH 油泵 B 在运行) ;

08:43:20:161 0PC 动作 (第4次) 08:09:12:674 恢复;

08:43:22:862 EH 油压低跳闸,汽机跳闸;

08:43:30:246 汽机跳闸后联跳锅炉;

08:43:36:106 MFT;

08:43:36:131 低频保护动作;

08:43:37:086 主开关

805 跳闸.

500 kV 升压站全站失压后,5 号机 OPC 动作

4 次,转速在动作过程中出现两个波峰,第一个最大 转速为

3131 rpm/min, 第二次波峰为

3107 rpm/min. 在OPC 动作后 EH 油压(母管)从13.95 Mpa,逐渐 下降,备用 EH 油泵 A 联启(联锁值为 11.2 Mpa, 动作正确)后,EH 油压继续降低,最后在母管压 力低于 9.5 Mpa 时,ETS 系统 EH 油压低保护动作 开关动作,汽机跳闸.

5 号机组电气高频保护整定值为 51.5 Hz(对应 转速为

3 090 r/m) ,延时

5 s.而汽机超速保护 OPC 动作不带延时去关调门, 从而导致汽轮机转速下降, 因此电气高频保护未动作. 汽机跳闸后由于主汽门已经关闭,汽轮机失去 了原动力,机组转速持续地下降,达到低频保护定 值为 47.2 Hz 时(转速为

2 832 r/m) ,5 号机发电机 保护装置 M3425 低频保护动作出口跳闸并灭磁 (见图2) .

2 分析和对策 通过此次事故发现, 在500 kV 升压站全站失压 后,仅仅通过继电保护设备和机组热工保护设备很 难实现对电网和设备的可靠保护.因为继电保护装 置的功能是确保电网发生常见的单一故障时稳定运 行和正常供电,由于保护装置不能感知系统运行状 况,在500 kV 升压站全站失压后机组负荷不能外 送,必然会导致汽轮机超速,最终导致机组停机、 锅炉 MFT.因此,我们需要在传输功率断面断开联 切机组来确保机组的安全停机. 鉴于继电保护装置难以感知系统运行状况,需 要采用安稳系统来判断系统运行状况,当装置检测 到电厂两回出线全部断开时,切除电厂所有可切机 组,即电厂双回出线同时跳闸或一回检修另一回跳 闸,则进行切机操作. 第1期丁健,等:500 kV 变电站全站失压机组保护分析及对策

73 图2发电机保护装置 M3425 动作录波图 Fig.

2 Action Record of M3425 for Generator Protection 基于上述的认识, 事故后国华台电

500 kV 升压 站新投运了安稳系统.新的安稳系统由 A、B 两套 系统组成.两套功能完全一致,各自独立,互为备 用. 安稳装置采用集中安装方式, 设稳控主机 A 柜、 主机 B 柜以及安稳通讯接口柜共

3 面柜. 国华台电( A、B 两套系统组成两屏柜)安稳系 统由一台 RCS-992 主机和两台 RCS-990 从机组成. 从机分别定义为#1 和#2 从机.与稳控 B 柜相比, A 柜多装设........