电厂1号发电机跳闸分析报告设计缺陷z.docx

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电厂1号发电机跳闸分析报告设计缺陷z

XX电厂#1发电机组异常解列

分析报告

一、#1机组基本情况

XX电厂1号机组由四川电力设计院设计，华电工程总包，湖北电建二公司安装，于2009年2月投入商业运行。

1号发电机型号WX21Z095LLT，额定功率150MW，由济南发电机厂制造，冷却方式为密闭循环空冷，励磁方式为可控硅静止励磁。

1号发变组保护为双重化配置，生产厂家为国电南自股份有限公司，装置型号A、B柜为DGT801B，C柜为DGT801E。

发电机机端和中性点电流互感器生产厂家为沈阳索普互感器有限公司，型号LMZB-20，变比8000/5，绝缘等级为B级绝缘。

二、事故经过

2014年02月16日，XX电厂1、2号机组正常运行，升压站220kVI、II段母线运行，母联210运行，220kVXXI、II回线路运行，1号机组负荷为150MW、一次调频和AGC投入运行，在22时55分14秒，1号机组解列停机。

三、保护装置动作检查情况

1、线路故障录波启动，动作报文B相接地；

2、1号发变组保护A屏报“发电机差动”动作跳闸；

3、1号发变组故障录波启动，动作报文“1号发变组保护A屏发电机差动制动速断”（实际为发电机差动）。

保护动作后，XX电厂立即申请将1号发变组转检修状态，对一二次设备进行全面检查，具体检查过程如下：

1、一次设备检查

1）2014年2月17日03时28分，运行人员测量发电机定子绝缘620兆欧，绝缘合格。

2）2014年2月17日04时13分，检修维护人员测量发电机的直阻：

定子温度26℃的条件下A相1.229微欧，B相1.221微欧，C相1.220微欧，各相与原始数值相近，相间误差在预防性试验规程规定范围。

3）对发变组进行全面检查，未见异常。

2、二次设备及相关试验工作情况

1）2014年2月17日02时30分，开展1号发变组保护A、B套装置事故后检定及整组试验，试验结果及动作行为正常。

2）2014年2月17日16时50分检查动作保护（发电机差动）交流回路，机端回路接线与图纸相符，接线正常，发电机中性点侧CT接线与图纸编号相符，但图纸标识的1LH（发变组保护A柜使用）准确等级为10P20，实际现场互感器对应接线抽头标识准确度等级为0.5s。

初步判断为发变组保护中性点互感器准确等级设计及安装问题导致差动保护区外故障动作。

试验数据为：

序号

互感器编号

拐点电压（V）

直阻（Ω）

备注

4011

213.839

1.425

4021

739.645

2.447

4031

739.200

2.447

4041

739.544

2.448

3）对发变组保护中发电机差动用互感器进行伏安特性试验，进一步证实了中性点侧1LH（图纸标识）和实际CT的抽头标识1S1-1S2的V-A特性差异较大，确认中性点侧计量互感器和保护互感器的确使用错误。

4）将接入发变组A柜的设计互感器1LH接入实际互感器的1S1-1S2抽头（0.5级）,A、B、C三相同时改接完成后，对保护用互感器进行V-A特性试验，结果正常。

试验数据如下：

电厂做试验的1LH电流互感器数据

电厂做试验的4LH电流互感器参数

5）2014年2月19日20时45分，XX电力试研院到现场进一步对保护用互感器进行V-A特性试验，试验人员现场答复试验结果合格，试验数据如下（具体报告中试所在2月26日出前提供）：

1号发电机机端及中性点CT伏安特性测试记录

一、发电机中性点出口CT

相别

准确级

抽头

拐点电压（V）

电流（mA）

0.5

1S1S2

194.58

130.8

10P20

2S1S2

741.52

43.76

10P20

3S1S2

796.19

47.17

10P20

4S1S2

729.30

40.65

0.5

1S1S2

170.37

53.58

10P20

2S1S2

764.46

48.50

10P20

3S1S2

744.51

42.47

10P20

4S1S2

740.12

46.28

0.5

1S1S2

194.90

101.9

10P20

2S1S2

751.26

39.04

10P20

3S1S2

742.98

38.12

10P20

4S1S2

693.66

39.21

二、发电机机端CT

相别

准确级

抽头

拐点电压（V）

电流（mA）

10P20

623.26

40.83

10P20

774.45

74.89

10P20

572.64

45.11

基建单位调试报告

6）对XX电厂现场试验数据、基建单位调试报告及XX电力试研院现场试验数据对1号发电机中性点互感器进行分析，试验结果一致。

7）将1号发电机录波、保护装置事件记录及线路录波一同发至保护装置生产厂家（国电南自）技术部门进行装置本体动作原因分析。

8）2014年2月19日20时45分，1号发变组保护厂家技术人员到现场对1号发变组保护装置进行补充检查，检查无异常。

3、自2009年2月投入生产以来，所发生区外故障，只有这次1号发变组A柜发电机差动异常动作，而1号发变组B柜及2号机组及保护正常。

经保护厂家进行定量分析后确认，这次保护动主要是本次穿越性电流中含有大量直流分量，传递到差流回路中的电流值较大，故保护异常动作。

其余几次的区外故障时电流中直流分量小，传递到保护装置差流回路中的电流较小，故保护未动作。

4、针对1号机组跳机情况对运行中的2号机组中性点CT接线绕组进行检查，检查结果无异常。

针对此事件对2号发电机保护电流互感器回路检查（外观检查），检查端子对比表如下。

一、中性点侧

竣工图命名编号

互感器抽头标识

实际互感器准确级

设计图纸标识互感器准确等级

图纸标注用途

1LH

4S1-4S2

10P20

发变组保护A

2LH

3S1-3S2

10P20

发变组保护B

3LH

2S1-2S2

10P20

故障录波

4LH

1S1-1S2

0.5s

计量

二、机端侧

竣工图命名编号

互感器抽头标识

实际互感器准确级

设计图纸标识互感器准确等级

图纸标注用途

9LH

1S1-1S2

10P20

发变组保护B

10LH

2S1-2S2

10P20

发变组保护A

检查结果的与1号机异同的原因分析：

产生接线不一样的原因主要是两台机组由不同的电建公司施工（1号机组是由湖北电力建设二公司的服务公司进行施工，2号机组是由黑龙江省火电第一工程公司进行施工），两个公司现场人员的素质有一定的差异和现场监理及建设方管理不到位，结果两台机的接线有异。

下图（互感器照片）可见，白色和紫色线接4S2和4S1

上图（接线中间端子箱照片）可见，白色和紫色线接1LHc和1LHn

四、录波分析

XX电厂发电机差动保护差流动作值按照《南方电网大型发电机变压器继电保护整定计算规程》（Q/201Q/CSG110034-2012）整定，定值如下：

启动电流：

Iq=1.2A；拐点电流：

Ig=2.83A；额定电流：

Ie=4.043A；速断倍数：

Ics=4；比率制动系数：

Kz=0.4；负序电压：

u2=10V。

1、1号发变组A柜差动动作分析（厂家分析数据，见附件一）

1）发电机差动保护计算三相差流波形（△t=-11.667msDGT801录波）:

2）发电机差动保护各侧电流幅值相角:

发电机中性点A相电流IA=7.345A∠0゜

发电机机端A相电流IA=7.63A∠148.4゜

A相差流:

I=4.085A∠78゜A相制动电流:

I=7.2A∠゜

发电机中性点B相电流IB=5.603A∠204.5゜

发电机机端B相电流IB=4.613A∠-13.9゜

B相差流:

I=3.484A∠259.7゜B相制动电流:

I=4.83A∠゜

发电机中性点C相电流IC=3.517A∠125.3゜

发电机机端C相电流IC=3.509A∠305.5゜

C相差流:

I=0A∠67.1゜

3）差动保护动作分析：

A相差动计算:

4.085-1.2=2.885﹥（7.2-2.83）*0.4=1.748A相差动动作

B相差动计算:

3.484-1.2=2.284﹥（4.83-2.83）*0.4=0.8B相差动动作

分析情况与动作报文相符，见下图

图片显示为2006年8月15日说明：

时间显示不对时保护装置管理CPU电池失效后，时钟自然恢复到初始设定时钟，时间差异大后GPS授时不能拉入同步。

因为保护装置的事件记录中除最近的两个事件记录记录波行与线路录波装置、发组录波装置记录波形都与本次网上冲击事件中的波形非常相近，故确定保护装置的最近两次事件记录（CPUA和CPUB各一次）就是本次差动保护的动作记录。

2、1号发变组B套不动作原因分析

机端侧是保护级CT，中性点侧是保护级CT，励磁特性等一致，穿越性故障电流在两组互感器上传达一致，装置未动，也无装置启动记录。

所以在同一故障状态过程时B套发电机差动保护不动作。

五、CT接线用错原因分析

检查发现发电机中性点侧CT设计图纸（四川电力设计院）与现场设备设计接口上不够明确，未明确标注1LH和实际互感器的接线端子，标识的CT绕组与实际情况不符，施工经验性按图施工将1LH（10P20）接入现场互感器1S1-1S2（0.5s）接线柱，导致保护用CT接成测量用CT，设计图如下：

设计院设计图纸

中性点现场互感器名牌（一个互感器四组线圈）

机端侧电流互感器名牌（两个互感器共六组线圈）

改动前发电机两侧CT与设计图纸接线对照表

一、中性点侧

竣工图命名编号

互感器抽头标识

实际互感器准确级

设计图纸标识互感器准确等级

图纸标注用途

1LH

1S1-1S2

0.5s

10P20

发变组保护A

2LH

2S1-2S2

10P20

发变组保护B

3LH

3S1-3S2

10P20

故障录波

4LH

4S1-4S2

10P20

0.5s

计量

二、机端侧

竣工图命名编号

互感器抽头标识

实际互感器准确级

设计图纸标识互感器准确等级

图纸标注用途

5LH

4s14s2

0.2s

计量及测量

6LH

3s13s2

0.5

AVR

（1）

7LH

2s12s2

0.5

AVR

（2）

8LH

1s11s2

10P20

备用

9LH

2s12s2

10P20

发变组保护B

10LH

1s11s2

10P20

发变组保护A

改动后发电机两侧CT与设计图纸接线对照表

一、中性点侧

竣工图命名编号

互感器抽头标识

实际互感器准确级

设计图纸标识互感器准确等级

图纸标注用途

1LH

4S1-4S2

10P20

发变组保护A

2LH

2S1-2S2

10P20

发变组保护B

3LH

3S1-3S2

10P20

故障录波

4LH

1S1-1S2

0.5s

计量

二、机端侧

竣工图命名编号

互感器抽头标识

实际互感器准确级

设计图纸标识互感器准确等级

图纸标注用途

5LH

4s14s2

0.2s

计量及测量

6LH

3s13s2

0.5

AVR

（1）

7LH

2s12s2

0.5

AVR

（2）

8LH

1s11s2

10P20

备用

9LH

2s12s2

10P20

发变组保护B

10LH

1s11s2

10P20

发变组保护A

原接线示意图如下

#1发变组中性点CT

1LHa1LHna4LHa4LHna

端子标志：

4S14S2

准确级：

10P20

端子标志：

1S11S2

准确级：

0.5

1S11S24S14S2

X1A1:

1X1A1:

4X1A1:

1X1A1:

#1机变送器屏

#1发变组保护A柜

改接线后示意图如下

1LHa1LHna4LHa4LHna

端子标志：

4S14S2

准确级：

10P20

端子标志：

1S11S2

准确级：

0.5

#1发变组中性点CT

1S11S24S14S2

X1A1:

1X1A1:

4X1A1:

1X1A1:

#1机变送器屏

#1发变组保护A柜

机端侧5LH、6LH、7LH、8LH电流互感器二次端子图

中性点测1LH、2LH、3LH、4LH电流互感器二次端子图（调换后）

机端侧9LH、10LH电流互感器二次端子图

因设计及安装位置受限，故未能拍摄到互感器名牌与接线是否相符，通过试验及现场接线进行核实，现场测量CT用于保护CT，而保护CT用于测量CT。

六、暴露出的问题

1、工程设计问题：

设计工作是在设备招标完成后进行，在进行保护用互感器接线设计图纸标识的CT绕组与实际情况不符，导致安装单位按图施工错将测量绕组接入A套发电机保护；

2、安装单位存在问题：

接线过程中在没有明确标注图纸和设备接口设计时未提出异议或设计变更申请，未认真核对，错将测量绕组接入A套发电机保护。

3、调试单位在核线过程中未发现CT绕组使用不正确问题。

4、XX电厂管理存在的问题：

未监管好监理单位认真监督，验收把关不严，在1号发变组保护检验试验中，未认真开展CT相关试验及二次回路检查，未能及时发现CT绕组使用错误。

5、事件发生后与工程总包方华电工程公司取得联系，要求其对设计、施工方和调试单位进行核实，华电工程公司回复在设计施工过程中确存在监督审查不到位，造成此次事件后果。

八、整改措施

1、将1号发变组中性点保护CT与测量CT二次回路改为正确接线，已于2014年2月17日18时完成；对图纸进行修改后发布并报档案室存档。

原图纸同时盖章作废。

2、对2号机组差动保护回路中性点CT进行全面排查工作，主要针对保护、计量互感器的使用正确性。

3、由生部监督、设备部组织电气二次班人员对220kV母线保护、线路保护的互感器进行核对性接线外观检查、排查，如存在问题提出申请后及时整改。

4、开展全厂继电保护二次回路图核查工作。

为了防止基建、技改工程留下图实不符的安全隐患，要求对全厂继电保护二次回路进行图实核查工作，2014年5月前完成。

5、加强继电保护人员技术培训、提高业务水平

1）将南网公司制定的系列制度与国家及行业规范列入每周安全学习内容，详细计划如下表：

序号

培训内容

完成时间

中国南方电网电力调度管理规程

2014年2月28日

中国南方电网有限责任公司继电保护管理规定

继电保护和电网安全自动装置检验规程

南方电网大型发电机及发变组继电保护检验规范

2014年3月20日

中国南方电网继电保护设备缺陷管理办法

南方电网微机继电保护装置软件版本管理规定

通信机房内保护及安稳装置的数字接口装置直流电源配置要求

2014年4月20

中国南方电网220~500kV系统继电保护整定原则

南方电网大型发电机变压器继电保护整定计算规程

南方电网公司继电保护反事故措汇编

中国南方电网有限责任公司继电保护运行规定

继电保护故障信息系统通信与接口规范

中国南方电网继电保护故障信息系统主站－子站通信与接口规范

CT二次绕组的配置及反措要求

2014年4月30

继电保护及有关二次回路验收规范

2）XX电厂针对本次1号机跳机事件，高度加强专业技术的培训工作，提高技术人员专业技能，详细计划如下表：

序号

培训内容

培训时间

发电机差动保护原理

2014年2月28日

变压器差动保护原理

国电南自DGT801系列发电机保护原理说明书

2014年3月15日

南瑞继保CZX-12R2型操作继电器装置技术说明书

南瑞继保RCS-923A型断路器失灵起动及辅助保护装置技术说明书

南瑞继保RCS-931系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明书

国电南自SGB750母线保护原理说明书

发变组保护定值整定计算

2014年5月30日

典型案例分析

2014年3月至

2014年12月

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