外部短路导致双机停运分析与措施

外部短路导致双机停运分析与措施 2010年4月第13卷第4期贵州电力技术 2010,Vol,13,No.4GUIZHOUELECTRICPOWERTECHNOLOGY 专研讨 SpecialRepots 文章编号:1008—083X(2010)04—0045一O2中图分类号:TM712文献标识码:B 外部短路导致双机停运分析与措施 冉小平,申蓉,舒晓鹏 (贵州华电毕节热电公司贵州省毕节市551700) 摘要通过对毕节热电厂"11.8"事件CFB机组事故经过,保护动作情况及动作原因 以及存在的问题进行了分 析.并针对存在的问题采取了防范措施,从而确保毕节电网安全稳定运行. 关键词机组;跳闸;保护;分析;措施 Causeanalysisandpreventivemeasuresoftwo——generator outagewhenexternalshort——circuitimpact RanXiaoping,ShenRong,ShuXiaopeng (BijieThermalPowerPlant,Bijie551700Guizhou,China) Abstract:Duetotheexternalshort— circuitimpactof110kVBilonginBijiesubstation,theprotection sectionIactionandtwo—generatoroutageinBijieThermalPowerPlant.Theheatingforcoal—basedIn— tegratedIndustrialParkwasinterrupted.Inthispaper,thecourseof"11.8"incident,theconditi onand causesofrelayprotection'Sactionandtheexistingproblemsareanalysed.Accordingtotheact ualsitua— tion,thepreventivemeasuresaregiventoensuretheBijiepowerdsafeandstable. Keywords:units,trip,protection,analysis,measures 1基本情况 2009年11月8Et13时25分,毕节热电厂双 机与毕节变并网正常运行,因毕节变110kV毕龙 线外部短路故障导致距离I段保护动作,故障通 过220kV毕热I,II回线路造成毕节热电厂两次系 统冲击,引起机组励磁系统的PI'断线发励磁故障 后,发变组非电量保护出口动作,导致双机停运, 同时1号发电机复压过流保护动作跳220kV母联 210开关,向毕节煤电化一体化工业园区供热全部 中断. 2事故前运行方式 220kV毕热I,II回线路与毕节变并网运行,毕 节热电厂220kVI,II段母线由220kV母联210开关 联络合环运行,1号,2号机组双机运行,6kV厂用电 系统由各机组高厂变带电运行,6kV备用段由0号 启备变带电处于热备用状态. 图一毕节热电厂一次主接线圈 3事故现象及经过 2009年11月8日13时25分,因毕节变110 kV毕龙线短路故障导致距离I段保护动作,对毕节 热电厂两次冲击,导致双机停运,向毕节煤电化一体 化工业园区供热全部中断: (1)l3时25分,2号机有功负荷139MW,电流 5093A,机端电压16.13kV,无功25.26Mvar,励磁电 流1037A,励磁电压176V;25分o0秒688+236.8 毫秒,事故喇叭响,2号发变组与系统解列,故障现 贵州电力技术第l3卷 象:2号机DCS显示"2号发变组220kV侧212开关 跳闸,2号机热工保护动作,2号机保护C柜发励磁 系统故障,2号机灭磁开关跳闸,6kVlIA分支621开 关跳闸,6kVIIB分支622开关跳闸,2号机组PI'断 线,2号机组调节器故障及告警,2号同期快切切换 成功,并报装置闭锁,6kVlI段备用分支603开关, 604开关合闸快切成功". (2)13时25分,1号机有功负荷136MW,电流 5020A,机端电压l6.13kV,无功24.996Mvar,励磁 电流1014.41A,励磁电压170.2V;25分o0秒688+ 1976.3毫秒,事故喇叭响,1号发变组与系统解列, 故障现象:1号机DCS显示"1号发变组220kV侧 211开关跳闸,1号机热工保护动作,1号机复压过 流保护动作tl,1号机保护c柜励磁系统故障,1号 机灭磁开关跳闸,6kV分支611开关跳闸,6k?B 分支612开关跳闸,1号主变风机电源故障,1号机 组断线,1号机组调节器故障及告警,同期快切 切换成功,并报装置闭锁.6kVI段备用分支601, 602开关合闸快切成功". (3)l3时25分o0秒688+4754.3毫秒,1号机 保护A柜复压过流保护动作tl启动,220kV母联 210开关跳闸,220kVI,?段母线分段运行. (4)1号,2号双机BTG报"发变组主保护动 作",首出为"发变组保护3,除尘PC电压低报警", "2号汽机ETS动作","汽包水位低三值","1号,2 号锅炉M盯动作";1号,2号部分风机跳闸:A/B 引风机,A/B一次风机,A/B二次风机,循泵,三台 高压流化风机等电机跳闸;供热全部中断. 4动作原因分析 根据220kV毕热I,II回线路故障录波图,发变 组录波图,母线保护装置事件记录以及机组分散控 制系统(DCS)中事件顺序记录(SOE)情况分析: (1)通过220kV系统及发变组故障录波屏显 示分析:13时25分220kVI母Ua,Ub,220kVII母 Ua,Ub电压有突变,220kV毕热I,II线路的电流有 突变;220kV母线保护有"220kVI,II母失灵电压动 作,差动电压动作"启动,再通过DCS中事件顺序记 录(SOE)情况分析,分析认为1,2号发变组与系统 解列是因为网上冲击导致系统电压较低(UA2=74. 46kV,UB2=88.55kV,UA1=71.46kV,UB1=84.55 kV),发电机出口电压降低且不平衡后引起励磁系 统逻辑判PT断线,而励磁系统的断线发励磁故 障后,发变组非电量保护出口动作,导致双机全停, 供热全部中断. (2)220kV母联210开关跳闸因网上第二次冲 击时,电压UCA=59.864V,电流I=7.648A,虽然发 电机已跳机但因为保护装置电流量的记忆功能,电 压消失后符合1号发电机复压过流定值整定的动作 条件(UCAg=70,Ig=5.1A,t=2.1s),所以保护动 作. 5存在的问题分析 (1)双机励磁系统判PI1断线出口时间较短,只 有约60ms,同时励磁系统PI'断线判据不够严密,按 励磁装置逻辑判据,所有的系统非对称故障都有判 PT断线的可能. (2)设计机组励磁故障直接切机的保护逻辑判 据,不符合目前贵州国产励磁系统不跳机的现实. (3)发电机复压过流保护定值时限与220kV线 路保护的时限配合不合理. (4)6kV高压电动机HN一2000系列产品保护 测控装置检测到区外故障条件成立时未闭锁高压电 动机负序保护. 6采取的防范措施 (1)根据《继电保护整定导则》,1号,2号发电 机复压过流tl1,t12及to1时限应按与相邻出线相 间短路后备保护最长动作时间配合整定,故将1号, 2号发电机复压过流tl1延时由2.Is改为3.5s,t12 延时由2.5s改为4s及tO1延时由3s改为4.5s. (2)根据本次因网上冲击造成励磁系统故障切 机的实际情况,及时根据电力设计院,贵州电力试验 院专家,励磁系统厂家的建议,并结型励磁系统 在电力系统的使用情况,现将励磁系统PT断线出 口判别时限由原来的6O毫秒改为200毫秒,励磁系 统故障投全停退出(目前同类型励磁系统发故障时 均不投非电量保护出口),将励磁系统故障启动非 以防发生冲击系统时跳机, 电量保护切机改为发信, 保证毕节电网的电源点安全可靠. (3)本次网上冲击时,1号,2号CFB机组6kV 高压电动机均有负序过流I段动作引起电机跳闸现 象.按厂家《HN一2000系列产品保护测控装置技 (下转第21页) 第4期李颖:城区lOkV配电网合环运行分析21 4R+() ? 可见,当时间常数很大时,直流分量衰减及其 缓慢,在这种情况下接通,大约经过半个周期,电流 几乎为稳态时最大值L的两倍. 由以上计算分析可得,合环点的电流由冲击电 流及负荷电流两部分组成. 5配电网潮流配合及合环操作时注意事项 合环电流与合环两侧的电压幅值和相位有密切 关系.但是电网结构和负荷情况在运行方式没有太 大的变化时,相位角度一般是没有多大变化的.要 控制合环电流主要是调整合环点两端的电压差. 合环操作前调整两端主变的分接头,以减小合 环点两端的电压差.调节两端电容器进行补偿一是 为了减小两端电压差,二是利于控制合环后潮流分 布,减小合环稳态电流. 在保护方面,可以暂时调大合环点两端线路的 保护定值,躲过合环时刻的大电流,避免断路器跳 闸.并退出保护重合闸功能,避免断路器再次合闸 对系统造成二次冲击. 在合环点设备的选型方面要考虑适当增大设备 的热稳定性和最大电流极限,防止一次设备烧坏. 6结语 lOkV配电网合环运行分析为合理安排运行方 式提供了理论基础,也为提高电网可靠性提供了一 个有效的措施. 合环运行的技术关键和重点解决的技术问题 主要是研究电网合环操作时的电网的热稳定,系 统暂态稳定极限,潮流分布和相关继电保护,自动 装置等问题.通过对电网正常运行方式下的合环 潮流,短路电流,冲击电流的分析计算,提出电网 进行lOkV合环操作的技术要求及设备选型要求. 参考文献 [1]幸荣霞,姚爱明.环网合环操作的分析[J】.浙江电力,2oo7, 26(1). [2】强兴华.地区电网合环操作的潮流近似计算[J].江苏机电工 程,2005,21(5):39一加. [3]邱关源.电路(上)[M].北京:高等教育出版杜.1996. 收稿日期:2010—03—22 作者简介: 李颖(1980一)男,师,学士,从事继电保护运行与维护工 作.E—mail:lying1980@163.tom (本文责任鳊辑:吕斌) (上接第46页) 术说明书》,在电机运行过程中装置若检测到区 外故障条件成立,则闭锁运行状态下的负序保 护,而在网上故障不对称运行时,该保护装置没 有闭锁该保护出口,故在联系厂家落实前,暂将 6kV高压电机负序过流I段,负序过流II段出口 跳闸改为发信. (4)加强教育工作,重点加强励磁系统 和继电保护方面的培训学习,加强对CFB锅炉特 性的掌握,提高运行人员事故处理的能力;对因 外部原因引起越级跳闸,要做好事故预想,对内 部原因引起机组故障,要认真执行保厂用电方 案,事故预案和反措,每班做好具体的事故预想, 并定期进行演练. (5)由于毕节热电厂电源及系统接线特殊,必 须尽快落实安装保安电源问题,安装后进行培训与 演练,确保安全停机. 收稿日期:2010—03—23 作者简介: 冉小平(1972一),男,电力工程师,从事CFB热电联产机组生 产运行管理.Email:l'xp一2002@163.com.cn (本文责任编辑:吕斌)