一起线路故障造成电厂全厂停电事故案例

　　摘要：通过对一起电力线路受雷击后，电力系统的保护装置及自动装置一系列动作导致整个电厂停电的原因分析，讨论了发电机复合电压过流保护越级跳闸的具体原因及为防止类似事故的注意事项。

　　关键词：发电机；复合电压；过流保护；误动

　　1 事故经过

　　1．1 事故前的运行方式

　　尤溪河流域水东电厂和雍口电厂是两个梯级电站。水东电厂装有4台20 MW 的水轮发电机组，水轮机为ZZD32B—U一330型轴流转桨式水轮机，发电机为SF20—28／550型，机组转速为214．3 r／min。自1994年起，1～4号机相继投产发电。雍口水电站于1999年3月全面竣工，装机容量50MW。电网结构简图如图l所示。

　　2006年8月l5日下午，水东电厂的厂用电由挂在机端lO+5 kVⅡ母的2号厂变提供。1F和4F机组共带20 MW有功运行，由lB、2B 2台主变升压到llO kV经杨东线、雍水线、水埔线、水街线送入系统。lF投入“高周切机保护”。当时2F、3F

　　在停运状态。

　　雍口电厂由1号发电机和1号变压器经杨雍线、雍水线投入系统运行。

　　1．2 事故中开关和保护动作情况

　　a． 18：16：16，主控室事故音响、警铃响，杨东线保护动作143开关跳闸，距电厂约l9．45 km处c相接地，对侧也动作跳闸。因重合闸为检同期方式，此时线路两侧均无电压，保护未能重合。

　　b． 18：27：08，由于在雍水线保护动作过程中，水东电厂容量小且受到线路AB相接地短路的冲击造成厂用电压过低，2号厂变低压侧402开关低压脱扣分闸，厂用400 VII段停电。

　　c． 18：27：o8，主控室事故音响、警铃响，雍水线保护动作145开关跳闸，距电厂约14．69 km处A、B相接地短路，因重合闸为检无压方式，线路重合成功。对侧即雍口厂侧也已动作跳闸，但由于雍口厂同期条件未满足，重合闸没有动作。此时水东电厂通过水埔线、水街线带县网运行，成为小容量孤立电网不稳定运行。

　　d． 18：27：09，由于线路保护动作，小容量孤立电网突然甩负荷导致lF的高周保护动作切机(定值50．6 Hz)。厂用电由1B倒送继续给1号厂变供电。

　　e． 18：27：10，厂用电备自投装嚣动作合上400 V母联开关，厂用电切换至挂在机端10．5 kV I母上的1号厂变供电。

　　f。 l8：27：13，发电机lF的后备复合电压过流保护T1动作跳开1B，10．5 kV工母失电，厂用电400 V的I段失电。1号厂变低压侧401开关失压脱扣分闸。至此厂用全部停电。

　　g． 18：36：06，由于厂用电全部消失，4F调速器油泵无法工作造成“事故低油压”动作停机。

　　2 保护动作原因

　　8月15日尤溪地区为雷雨天气，状况恶劣。在水东电厂保护动作前，雍口电厂的杨雍线因c相接地跳闸，故障点距电厂约l1．63 km，后重合成功。

　　水东厂事故后巡线、检查发现，水东厂保护的连环动作是线路遭到雷击引起的，引起全厂停电的主要原因是1F的复合电压闭锁过流保护(带电流记忆)的越级跳闸，其余保护及自动装置的动作行为正确。

　　1F复合电压过流保护的逻辑框图如图2所示。图2中t0为电流记忆时间，整定为5 s；tl为延时跳主变Bl，整定为4 s；t2为延时停发电机Fl，整定为4．5 s。

　　雍水线短路时引起发电机过电流，复压过流保护的，a、，b过流元件启动。18：27：08雍水线保护动作，145开关跳闸隔离故障。18：27：09时，1F的高周保护动作切机(解列未灭磁)，转速上升，励磁调节器在l15％Ne(57．5}Iz)时逆变灭磁并停1F，机端失压。复压保护中低压元件Uca 满足，再加上记忆满足条件的电流元件经过延过t1：4 s跳开1号主变B1。

　　3 几点建议

　　a． 加强、完善线路防雷工程的建设，尽可能避免或减小雷电灾害。需要改善避雷线的接地，加强线路的绝缘，处于雷电区的个别杆塔可以使用避雷器；防止避雷线受雷击后的绝缘发生闪络，一旦发生要避免转变为稳定的工频电弧而使线路发生短路故障，导致保护动作跳闸。目前有效措施是降低绝缘上的工频电场强度或电网中性点采用不直接接地的方式：提高自动重合闸装置的重合成功率，用双回路或环网供电来保证可靠性。

　　b． 电厂应设立专线保证可靠的备用电源，通过启动／备用变压器来保证电厂厂用电系统的可靠运行。

　　c． 发电机复压过流保护是发电机的远后备，其动作时间较长。目前有成熟运行经验的微机发电机保护中的复压过流保护延时环节误差最大为0．05 s，电流记忆时间可整定为to=t2+0．1 s(目前to=t2+0．5 s)。

　　d， 由于自并励式发电机励磁系统的特点，励磁电源来自发电机机端，当发生短路时，短路电流迅速衰减，后备保护不动作(如机端三相短路，约1 s后短路电流就减小为额定电流，5 s后电流约为0)，应对发电机的复合电压过流保护的电流元件设有记忆环节。要注意故障电流达到定值后就开始记忆时间t。计时，不能等电流值返回后才开始对记忆时间t。计时(在保护的静态试验时要注意)。

　　e． 如果经过试验不能根本解决这类事故，可以采用“电压自保持复压过流保护”原理代替原有的保护原理。对于微机发电机保护来说是比较容易实现，逻辑框图如图3所示。

　　“电压自保持复压过流保护”改电流保持为低电压保持(或负序电压保持，在不对称短路时大大提高了灵敏度)，保护的动作不再受短路电流的影响。