一起水电厂安稳装置拒动案例分析

邹伦森 孙忠生 李顽华

（中国南方电网调峰调频发电公司鲁布革水力发电厂，云南 罗平 655800）

1 鲁布革水电厂安稳系统配置介绍

图1所示为鲁布革水力发电厂主接线图，鲁布革电厂稳控装置由 RCS-993B 失步解列装置及 RCS-992A 稳定控制装置组成[1]。共有三块盘柜，一块为失步解列柜，另两块为稳定控制A 柜及稳定控制B 柜（A 柜、B 柜调度命名为鲁布革A 套RCS992安稳装置及鲁布革B 套RCS992 安稳装置）。

图1 鲁布革水力发电厂主接线图

失步解列装置，作为四条220kV 线路失步时的跳闸起动装置，当装置判出线路失步时，按预定策略解列失步线路，鲁布革电厂共装有四套RCS-993失步解列装置，装设于一个失步解列装置柜内，四套RCS-993 失步解列装置分别为鲁马线A 套、鲁马线B 套、鲁罗线A 套、鲁罗线B 套，其中，鲁马线A 套、鲁马线B 套为鲁马Ⅰ、Ⅱ线失步解列装置，两套装置功能完全一样，互为备用。鲁罗线A 套、鲁罗线B 套为鲁罗Ⅰ、Ⅱ线失步解列装置，两套装置的功能也完全一样，也互为备用。

稳定控制装置是确保电网及鲁布革电厂的安全稳定运行而配置的，装置通过测量鲁马双线、鲁罗双线及四台发电机的三相电压、三相电流来判断线路跳闸引起的其余线路过载与机组频率升高事件。当装置判出线路任一相电流大于过载告警定值时，经延时发出过载告警信号；当装置判出线路跳闸引起其余线路过载时，则根据预先设置的程序（控制策略）进行切机和解列鲁马Ⅰ、Ⅱ线；当装置判出鲁罗双线所在母线频率升高超过定值时，则按高周切机策略进行切机。为了确保安全可靠，稳定控制装置设了双套，分别装设于稳定控制装置A 柜、稳定控制装置B 柜内，两套系统硬件、软件、功能均完全一样，均主要由一台 RCS-992 主机及两台RCS-990 从机组成。

2 事件描述

220kV 鲁马Ⅱ线线路AB 相短路接地故障（如图2所示），主一保护RCS-931AMM 装置中的电流差动保护动作出口跳开252 开关，保护动作正确。2014年08月01日21 时32 分57 秒，安稳A 套装置按照稳控策略“鲁马2 跳1 过2 级”起动“切#1、#2 发电机动作”命令。但实际只切除#1 机，#2 机未切除。

3 综合分析

3.1 安稳装置A 套和B 套简报信息检查分析

见表1，安稳装置动作正确。

图2 故障跳闸前后有功潮流走向

表1 稳控装置简报信息

3.2 出口回路电压测量

如图3所示，测量安稳A 套切#2 发变组出口回路各个测点的电压电位值，结果正确。

3.3 出口传动试验

1）通过短接发变组非电量保护装置出口接点，#2 发变组非电量保护装置F311 动作正常。

图3 安稳A 套切#2 发变组出口回路

2）投入切#2 机组出口压板，通过设定安稳A套装置试验定值，来传动出口,结果#2 发变组非电量保护F311 不动作。

3）投入切#3 机组出口压板，通过设定安稳A套装置试验定值，来传动出口,结果#3 发变组非电量保护F311 动作。

4）投入切#4 机组出口压板，通过设定安稳A套装置试验定值，来传动出口,结果#4 发变组非电量保护F311 不动作。

3.4 修改安稳A 套装置出口脉冲时间后再次出口传动试验

1）测量安稳A 套出口脉冲时限：现场通过手提式录波器，测量安稳A 套4 台机组出口脉冲时间都为100ms。如图4所示。

图4 安稳A 套出口脉冲时限

2）将安稳A 套装置出口脉冲时间设为150ms。试验传动结果为：#2、#3、#4 发变组非电量保护均动作正常。

3.5 检查发变组保护单元

1）测量非电量保护F311 的动作时间

通过测试仪，分别对4 台机组K35+F311 回路的动作时间进行测量（k35 继电器动作时间约为30ms），且每台机组分别测量两次时间记录。见表2。

表2 四台机组K35+F311 回路的动作时间

2）调取非电量保护装置参数

通过DIGSI 发变组保护调试软件连接四台发变组非电量保护装置，参看保护设置参数，提取的参数见表3。

#2 机组非电量保护由于使用时间过长于2009年12月进行改造，改造过程中对于非电量保护F311与F312 的开入、开出进行检查。具体检验方法是通过短接开入的方式模拟“远方跳闸”非电量开入，通过测量跳闸压板上端电位检测非电量保护输出。改造前示意图如下，由以下两部分组成（如图5所示）。

表3 四台发变组非电量开入防抖时间

图5 非电量保护改造前

（1）安稳装置及其出口回路，包括安稳装置本体，安稳装置出口压板及安稳装置至执行单元的二次接线。

（2）保护执行单元，包括F97 耦合模块，保护跳闸矩阵等，其中F97 耦合模块中同时接入安稳动作信号、主变事故跳闸信号、母差保护切机信号、励磁系统事故跳闸信号，收到任何一路信号，该模块将出口跳闸命令至跳闸矩阵执行。

#2 机组非电量保护改造后（用两个非电量保护装置F311、F312 替代原非冗余的F97 耦合模块）示意图如下，由以下两部分组成（如图6所示）。

（1）安稳装置及其出口回路，包括安稳装置本体，安稳装置出口压板及安稳装置至执行单元的二次接线。

（2）保护的执行单元，包括F311 非电量保护装置，保护跳闸矩阵等，其中F311 中同时接入安稳动作信号、主变事故跳闸信号、母差保护切机信号、励磁系统事故跳闸信号，收到任何一路信号，该模块将出口跳闸命令至跳闸矩阵执行。

图6 非电量保护改造后

3.6 结论及原因分析

1）结论概述

经过综合分析，本次事件中安稳装置判断故障正确，起动切机命令出口准确。从表3可知，#2 和#4 机设置为100ms，#1 即和#3 机设置为10ms。从简要示意图7可知，安稳装置出口脉冲时间约为100ms，机组K35 继电器动作耗时约30ms，到达#2机组切机执行机构中的F311 非电量保护装置的脉冲事件仅约70ms，不满足#2 机组F311 非电量保护装置防抖时间100ms 设置，命令无效。综上，即由于#2 机组切机执行机构中的F311 非电量保护装置的防抖动参数设置为100ms 过大，导致安稳装置发至#2 发变组F311 非电量保护装置的切机命令未能被执行，致使#2 机切机不成功，简要示意图如图7所示。

图7 安稳至机组保护动作流程

2）造成本次事件的各方面主要因素

（1）#2 发变组非电量保护装置内部开关量输入防抖时间参数（software filter time）设置不合理。

（2）经调查发现在#2 发变组非电气量保护装置升级安装调试过程中，调试人员未考虑到安稳出口跳闸脉冲与装置开关量输入防抖时间参数的匹配问题，未关注防抖时间参数的设置。

（3）电厂未采用有效的稳控装置整组动作试验，未及时发现回路时间参数匹配存在的隐患。

4 事件启示

1）从电厂运行的安全稳定性考虑，机组切机回路隐患未消除之前，退出安稳切机组的功能压板和出口压板，在投入压板之前不应留技术盲区。

2）从事件原因可以看出电厂必须设置合理准确的安稳及二次保护配置参数，并对回路进行实地检验确认。

3）电厂方面应该加强非定值类参数的管理以及研究，尽量找到本厂所属机组设备的非定值类参数最优值。

5 结论

电力系统稳定性即电力系统受到事故扰动后保持稳定运行的能力[2]。水电厂安稳装置对于大电网系统的安全运行有着极为重要意义。因此，如何完善水电厂安稳及二次保护配置同时合理的设置各项参数需要不断的研究改进。

[1] 沈树林.鲁布革水力发电厂运行技术标准[Z].2012.

[2] 中国电力科学研究院.电力系统安全稳定导则[M].国家电力调度通信中心,2001.