6 kV高压电动机综保装置缺陷分析及逻辑优化

尧 瑶

（广东粤电靖海发电有限公司，广东揭阳515200）

0 引言

某火电厂#3、#4机组6 kV分为A、B、C三段母线，有两台启备变作#3、#4机组6 kV备用电源。高压电动机测控装置全部采用国电南自PSM 692U型综合保护装置，均配置有低电压和PT断线检测等相关保护。当时PSM 692U电动机综合保护测控装置的版本号为V2.11.106，校验码A2B5。

1 事件经过

事件1：2015-01-16T10：30：27，#4机组6 kV C段母线电压互感器二次侧A、B两相保险熔断后，综保装置未判出PT断线闭锁低电压保护（一相、两相或三相断线均应闭锁低电压保护动作），低电压保护误动导致#4机C凝结水泵、C循环水泵、D/E磨煤机跳闸，#4机组负荷由750 MW降至500 MW。

事件2：2015年9月13日，#3机因故跳闸，6 kV 3B段母线失压，母线电压曲线如图1所示，在6 kV 3B段工作电源开关跳开后，0.75 s内母线三相线电压已降至低电压保护动作值（低电压保护定值为50 V，延时0.5 s），但3B循环水泵电机、3B前置泵电机、3B引风机电机、3B送风机电机开关低电压保护拒动，开关未跳闸。

图1 6 kV 3B段母线电压趋势图

3B一次风机电机、3C磨煤机电机、3F磨煤机电机在热控DCS逻辑保护动作（图2）后6 kV开关跳闸，开关断开后报低电压保护动作。3B凝结水泵电机、3B工业水泵电机在跳机前未运行，报低电压保护动作。

6 kV 3B段工作电源开关跳开2 s后，厂用电长延时切换（定值2 s）至#01启备变，由于未跳开的电动机群自启动，导致启备变高压侧及低压侧B分支过载（图3）。

#3、#4机组6 kV 3B段、4A段均采用长延时切换，如#3、#4机组同时跳闸，一旦6 kV 3B段、4A段电动机低电压保护未动作，有可能导致启备变过载跳闸，机组失去厂用电，扩大事故范围。

图2 #3机跳闸SOE记录

2 原因分析

该厂#3、#4机组6 kV电机低电压保护定值为50 V，延时0.5 s跳闸，设置了当PT断线时闭锁低电压保护，此V2.11.106版本保护装置PT断线闭锁有以下判据（两者为或逻辑）：

（1）三相线电压同时小于30 V且工作电流大于0.06 A时，判PT断线，瞬时闭锁低电压保护，延时3 s发PT断线告警；

（2）三相线电压中任意两个线电压之间压差大于30 V，判PT断线，瞬时闭锁低电压保护，延时3 s，发PT断线告警。

低电压保护误动分析：此V2.11.106版本保护装置提供的低电压保护逻辑中对PT断线闭锁功能不完善，不具备两相PT断线闭锁低电压保护动作功能，导致4C段电动机低电压保护未受PT断线闭锁而误动作。

图3 6 kV 3B段未跳开电动机自启动电流波形

低电压保护拒动分析：#3机组跳闸后，#3发电机程跳逆功率保护动作跳开#3机6 kV B段工作电源进线开关，6 kV B段母线三相电压下降到低电压动作值（50 V）时，事故前停运的3B工业水泵、3B凝结水泵以及DCS逻辑跳闸的3C/3F磨煤机、一次风机因没有负荷电流，不判据PT断线，故低电压保护动作；3B循环水泵、3B引风机、3B送风机及3B前置泵电机在母线电压降低到动作值时，低电压保护启动，但未达到0.5 s延时尚未出口跳闸，从#3发变组故障录波图（图1）可以看出，在母线电压下降到动作值50 V再过0.3 s后，线电压已下降到30 V以下，且还有工作电流，满足判断PT断线闭锁条件，PT断线瞬时闭锁低电压保护。故障记录没有报PT断线告警，是因为在发PT断线告警信号（延时3 s）前快切装置已切换成功（长延时切换时间2 s），电压已恢复，故不再发PT断线告警信号。

3 逻辑优化及测试报告

联合国电南自厂家对综保装置PT断线判据逻辑进行完善优化，对PT断线闭锁低电压进行动模试验，并出具试验报告。

3.1 PT断线判据逻辑优化

PT断线判据逻辑优化如图4所示。

图4 PT断线判据

3.2 逻辑测试

（1）单相断线：将任意一相电压变为零，装置发PT断线信号。

是否正确（打“√”表示）：正确√；错误 。

（2）两相断线：

1）有流定值测试：同时输入A、C相电流，将任意两相电压变为零，装置发PT断线信号。改变输入电流，记录数据如表1所示。

表1 有流定值测试数据

2）电流增加量测试：输入三相保护电流和三相额定保护电压，然后将任意两相电压变为零，同时增加电流，使低电压动作。记录数据如表2所示。

（3）三相断线：

表2 电流增加量测试数据

1）有流定值测试：同时输入A、C相电流和三相额定电压，将三相电压变为零，装置发PT断线信号。改变输入电流，记录数据如表3所示。

表3 有流定值测试数据

2）电流增加量测试：输入三相保护电流和三相额定保护电压，然后将三相电压变为零，同时增加电流，使低电压动作。记录数据如表4所示。

表4 电流增加量测试数据

3）du/dt值测试：输入A、C相电流和三相额定电压，改变其电压变化率，使PT断线动作，记录数据如下：电压变化终值22.500 V；电压滑差变化始值309.000 V/s；电压滑差变化终值291.000 V/s；电压滑差变化步长3.000 V/s；保持时间0.600 s；频率50.000 Hz。

测试结果如表5所示。

表5 测试结果

4 装置升级整改

按照上述PT断线判据逻辑升级6 kV综合保护测控装置软件版本，现场使用数字继电保护测试仪进行模拟实验，确保继电保护装置可靠性。