繼電保護(hù)二次回路隱患排查分析

繼電保護(hù)二次回路隱患排查分析

隨著微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，核電站的機(jī)械工程、壓壓器、線路和導(dǎo)線的保護(hù)裝置都實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化。由于微機(jī)保護(hù)裝置具有完善的自檢功能,可以通過軟件檢測裝置內(nèi)部主要元件的工況以及邏輯功能軟件的執(zhí)行情況,并具有完善的閉鎖措施,因此微機(jī)繼電保護(hù)裝置的安全性、可靠性和靈敏性明顯提高,由保護(hù)裝置本身缺陷引發(fā)的故障也越來越少。與此同時(shí),與繼電保護(hù)相關(guān)聯(lián)的二次回路發(fā)生的缺陷卻日漸增多,因此,加強(qiáng)二次回路的管理,提高檢修維護(hù)質(zhì)量,對(duì)提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性、可靠性就顯得尤為重要。繼電保護(hù)二次回路接線復(fù)雜,環(huán)節(jié)多,涉及面廣,綜合各種因素,二次回路中存在的缺陷隱蔽性強(qiáng),有些隱患只有在遇到設(shè)備故障或大的系統(tǒng)故障沖擊時(shí)才被發(fā)現(xiàn),危害極大,往往影響繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作,造成設(shè)備損壞或電網(wǎng)瓦解等重大事故。12處理典型二次電路的隱患1.1數(shù)據(jù)采集及保護(hù)某電廠3號(hào)發(fā)變組保護(hù)裝置B屏在2009年12月13日04:48:56至06:23:33之間連續(xù)26個(gè)報(bào)文均為“發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障啟動(dòng)”或“主變差動(dòng)啟動(dòng)、發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障啟動(dòng)”,調(diào)取其運(yùn)行記錄發(fā)現(xiàn),3號(hào)發(fā)電機(jī)組于2009年7月20日05:20并網(wǎng)運(yùn)行,至此已連續(xù)運(yùn)行6個(gè)多月未發(fā)現(xiàn)異常,機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。為查明原因,分別調(diào)取了3號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏、C屏和3號(hào)發(fā)變組故障錄波器的動(dòng)作報(bào)文和啟動(dòng)記錄,均未發(fā)現(xiàn)2009年12月13日的啟動(dòng)報(bào)文和記錄,同時(shí)從3號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏、B屏和C屏調(diào)取3號(hào)機(jī)組的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)(包括差流、相角值、電流值等),并于實(shí)際測量值進(jìn)行比較,均未發(fā)現(xiàn)異常。繼而調(diào)取網(wǎng)控故障錄波器的啟動(dòng)記錄,也未發(fā)現(xiàn)12月13日的啟動(dòng)記錄,因而可以排除當(dāng)時(shí)有區(qū)外故障沖擊的可能。3號(hào)發(fā)變組保護(hù)裝置為南瑞RCS-985C型發(fā)電機(jī)變壓器成套保護(hù)裝置,該裝置具有錄波功能,保護(hù)啟動(dòng)后,裝置能夠同時(shí)錄下全部模擬采樣量、差流及保護(hù)動(dòng)作情況。從3號(hào)發(fā)變組B屏的錄波圖發(fā)現(xiàn)3號(hào)發(fā)電機(jī)機(jī)端U相電流有1/2頻率周期畸變或缺失,而此刻發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的電流波形正常,使3號(hào)發(fā)電機(jī)U相二次出現(xiàn)差流,3號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏無異常報(bào)文記錄,因此可以排除一次設(shè)備故障的可能,初步判斷3號(hào)發(fā)變組保護(hù)B屏裝置及其二次回路可能存在問題。2010年2月19日3號(hào)機(jī)組停機(jī)消缺,經(jīng)檢查,3號(hào)發(fā)變組保護(hù)裝置采樣及錄波的波形正常,繼電保護(hù)二次回路絕緣合格,電流互感器二次回路只有1個(gè)接地點(diǎn),且設(shè)置符合規(guī)程要求。繼而對(duì)所有接線端子進(jìn)行了認(rèn)真、細(xì)致的排查,尤其是接入3號(hào)發(fā)變組B屏的發(fā)電機(jī)機(jī)端U相電流互感器二次回路,最后打開發(fā)電機(jī)封閉母線U相電流互感器二次接線端子盒,檢查接入發(fā)變組保護(hù)B屏的第三組電流互感器二次接線時(shí),發(fā)現(xiàn)n引出線接線端子有過熱融化的跡象,進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)接線螺絲已經(jīng)過熱變色,拆下接線并打開包裹的絕緣膠布后發(fā)現(xiàn)接線端頭根部斷裂,搭接在一起。對(duì)該組電流互感器二次引出線重新壓接接頭并用焊錫焊牢并更換了接線端子排,完成安裝,檢查回路牢固無異常后,進(jìn)行了電流互感器檢查,二次回路通流及絕緣試驗(yàn),測試波形正常,絕緣良好,同時(shí)對(duì)其他各組電流互感器都進(jìn)行了檢查,未發(fā)現(xiàn)過熱痕跡。并網(wǎng)后再次檢查各組電流互感器的電流幅值和波形正常,至此隱患排除,避免了電流互感器開路造成設(shè)備損壞和發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)切機(jī)的嚴(yán)重后果。1.2保護(hù)a屏裝置二次回路隱患初步分析2010年10月20日,某電廠6號(hào)機(jī)組停備,在查看6號(hào)發(fā)變組保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)文時(shí)發(fā)現(xiàn)6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏分別在2010年8月20日23:53:54和2010年10月2日16:35:13有“主變差動(dòng)啟動(dòng)”報(bào)文,檢查6號(hào)機(jī)組運(yùn)行記錄,6號(hào)發(fā)電機(jī)組從2010年7月20日至10月10日一直并網(wǎng)運(yùn)行,運(yùn)行中一次設(shè)備未發(fā)現(xiàn)異常,機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí)檢查6號(hào)發(fā)變組B屏在2010年8月20日23:53:54有“主變后備啟動(dòng)和過負(fù)荷啟動(dòng)”的報(bào)文,但在2010年10月2日無任何報(bào)文。調(diào)取了6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏、B屏和網(wǎng)控故障錄波器的動(dòng)作記錄和啟動(dòng)時(shí)的故障錄波圖,從網(wǎng)控故障錄波器的錄波報(bào)告中發(fā)現(xiàn)2010年8月20日23:53系統(tǒng)側(cè)發(fā)生U相接地短路故障,檢查其它在8月20日運(yùn)行機(jī)組的發(fā)變組保護(hù)裝置均有“過負(fù)荷啟動(dòng)”報(bào)文,因此,可以判定8月20日6號(hào)發(fā)變組保護(hù)裝置的啟動(dòng)是由于區(qū)外故障的沖擊造成。但6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏裝置發(fā)出“主變差動(dòng)啟動(dòng)”報(bào)文需查明原因。對(duì)比6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏和B屏裝置的錄波圖發(fā)現(xiàn),6號(hào)發(fā)變組保護(hù)B屏裝置啟動(dòng)前后主變差流為0,無主變差流波形,發(fā)變組保護(hù)A屏裝置啟動(dòng)前10ms至啟動(dòng)后30ms之間有間斷的差流,記錄差流為0.25Ie,同時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)變組保護(hù)A屏裝置記錄的主變高壓側(cè)U相和V相電流有大約兩個(gè)周波的波形畸變,而發(fā)變組保護(hù)B屏裝置在此刻記錄的主變高壓側(cè)U相和V相電流波形只是幅值增大,波形正常。進(jìn)一步查看6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏在10月2日16:35:13的各路波形圖,發(fā)現(xiàn)裝置啟動(dòng)前后連續(xù)160ms之間U、V、W三相皆有差流,差流波形呈間斷狀,且偏于時(shí)間軸一側(cè),原因是主變高壓側(cè)三相電流都有不同程度的畸變。因此,初步分析6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏裝置和主變高壓側(cè)電流互感器及及其接入A屏裝置的二次回路存在隱患。首先對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行通流試驗(yàn),電流采樣正確,打印電流波形正常。進(jìn)行二次回路接線的檢查,二次回路絕緣合格,各接線端子壓接可靠無異常,接地點(diǎn)設(shè)置符合規(guī)程要求。在220kV二期變電所6號(hào)主變端子箱處進(jìn)行通流試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)異常。最后在校核接入6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏的主變高壓側(cè)電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)時(shí),發(fā)現(xiàn)6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏主變高壓側(cè)電流取自電流互感器二次側(cè)的7S1和7S2端子。電流互感器二次端子標(biāo)號(hào)及準(zhǔn)確級(jí)見表1。進(jìn)一步校核計(jì)量回路接線發(fā)現(xiàn)電流互感器二次側(cè)端子1S1—1S2接入網(wǎng)控二期電能表屏,為確定電流互感器二次端子1S1—1S2和7S1—7S2的準(zhǔn)確級(jí),對(duì)各端子分別進(jìn)行了伏安特性、10%誤差和變比、極性試驗(yàn)。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證1S1—1S2端子的拐點(diǎn)電壓為224.541V,7S1—7S2端子的拐點(diǎn)電壓為22.070V,從得出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和伏安特性曲線分析確定1S1—1S2端子準(zhǔn)確級(jí)為保護(hù)級(jí)5P20,7S1—7S2端子準(zhǔn)確級(jí)為計(jì)量級(jí)0.2S,也就是說,6號(hào)主變高壓側(cè)電流互感器二次側(cè)1S1—1S2和7S1—7S2端子接線錯(cuò)誤。經(jīng)過變更6號(hào)主變高壓側(cè)電流互感器二次回路接線,即將去網(wǎng)控二期電能表屏的二次線改接7S1—7S2端子,將去6號(hào)發(fā)變組A屏的二次線改接1S1—1S2端子,并重新進(jìn)行相關(guān)的各項(xiàng)試驗(yàn)并合格后將設(shè)備投入正常運(yùn)行,至此隱患排除。2分析和預(yù)防二次電路風(fēng)險(xiǎn)的原因2.1原因分析2.1.1關(guān)于接枝點(diǎn)頭壓接處損傷斷裂劑第1起隱患中電流互感器二次接線端子作業(yè)時(shí)由于用力過大或防護(hù)不到位,造成接線端頭壓接處損傷斷裂缺陷,沒有經(jīng)過認(rèn)真檢查,以至隱患長期存在、帶病運(yùn)行,反映出在二次回路檢修、檢查過程中還存在疏失,類似的軟性隱患往往會(huì)造成較大事故,應(yīng)引起足夠的重視。2.1.2主變高壓側(cè)二次電流的畸變產(chǎn)生差流,主變差動(dòng)啟動(dòng)第2起隱患中6號(hào)發(fā)變組保護(hù)二次接線圖設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,將計(jì)量表計(jì)接入電流互感器二次側(cè)的1S1和1S2端子(準(zhǔn)確級(jí)為5P20),而將6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏接入電流互感器二次側(cè)的7S1和7S2端子(準(zhǔn)確級(jí)為0.2S),由于0.2S級(jí)計(jì)量用電流互感器勵(lì)磁特性的拐點(diǎn)電壓低,大電流下飽和快,尤其是電流含有大量的非周期分量情況下,使電流互感器鐵心很快飽和。電流互感器鐵心達(dá)到飽和后,二次電流不再與一次電流成比例變化,而將出現(xiàn)嚴(yán)重的畸變,因此,6號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏裝置在區(qū)外故障時(shí),由于主變高壓側(cè)二次電流的畸變產(chǎn)生差流造成主變差動(dòng)啟動(dòng)。反映出對(duì)機(jī)組安裝調(diào)試過程的質(zhì)量控制存在疏失,審查不夠細(xì)致,檢查不夠嚴(yán)格,應(yīng)引起足夠重視。2.2繼電保護(hù)裝置接合點(diǎn)計(jì)及運(yùn)行注意事項(xiàng)a.從設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格把關(guān),不放過任何疑點(diǎn),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)分析,及時(shí)處理,使設(shè)備無隱患投入運(yùn)行。b.檢修中要特別注意檢查各接線端頭是否有損傷,避免由于接線壓接不牢靠使接線松動(dòng)或壓接過度使接線斷裂,造成繼電保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng),危及機(jī)組和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。c.利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì),全面校核電流互感器二次端子接線和進(jìn)行勵(lì)磁特性試驗(yàn),保證接線的正確性和電流互感器的性能滿足要求。3