1　誤上電保護事故及保護邏輯

1．1　事故經過

水布埡電廠發電機和變壓器組采用單元接線方式接入 500ｋＶ系統，發變組保護裝置由奧地利維奧機電設備有限公司生產制造。每臺發變組 （含高壓廠用變壓器和勵磁變壓器 ）按雙重原則配置保護，設有 2塊電氣量保護柜，每塊柜配置完整的主保護及后備保護，能反映被保護設備的各種電氣故障及異常狀態。另設1塊非電量保護柜。2塊電氣量保護柜的直流工作電源分別來自電廠直流系統Ⅰ、Ⅱ段，Ａ柜來自Ⅰ段，Ｂ柜來自Ⅱ段。

事故發生時 1、3號機各帶有 400ＭＷ 滿負荷運行，直流由Ⅰ、Ⅱ段聯絡運行轉換為分段運行，在操作過程中，1、3號機組保護 Ｂ柜直流電源失電，電源恢復正常時，1、3號機組保護 Ｂ柜 “發電機誤上電保護 ”動作。

1．2　誤上電保護原理

發電機誤上電的發生有兩種可能，一是發電機在盤車或升速過程中突然接入電網；二是非同期合閘。發電機在盤車或升速過程中突然接入電網，會產生很大的定子電流，損害發電機。另外，當發電機轉速很低時，定子旋轉磁場將切割轉子，造成轉子過熱，損傷轉子。發電機非同期合閘，產生很大的沖擊電流及轉矩，可能損壞發電機大軸及引起系統振蕩。

事故發生時保護邏輯如下。

（1）在發電機從靜止狀態突然接入電網的瞬間，發電機會突然產生很大的沖擊電流，當這個電流超過整定值時保護就會立即跳開開關 （當時整定值為0．35Ａ，機組滿負荷時額定電流為 0．74Ａ）。

（2）如果電壓大于整定值 （當時整定值為 75Ｖ，機組額定電壓為 100Ｖ）超過一個可整定的延時后 （當時整定為 1ｓ），該保護就會被閉鎖。因為這種情況下相當于機組接入電網時已經到空載額定電壓，屬于正常并網，應退出誤上電保護；或表示電流超過整定值時機

組已經并網，應退出誤上電保護。

（3）如果電壓低于整定值 （當時整定值為 75Ｖ，機組額定電壓為 100Ｖ），達到一段延時 （整定為 3ｓ）后，保護又會解除閉鎖，此時相當于機組停運后發電機誤上電保護自動投入。

（4）為防止誤上電保護在正常運行 （機組滿負荷時電流為 0．74Ａ，大于整定值 0．35Ａ）時，因為 ＰＴ斷線的原因失去電壓閉鎖引起誤動，用主斷路器輔助接點延時 （當時整定為 3．5ｓ）閉鎖保護。因為斷路器合閘達到一定時間表示機組已經處于并網狀態，電壓低于正常值是由于 ＰＴ斷線引起，誤上電保護不應動作。（5）停機過程中，電制動開關合閘時機組有較大電流，但電壓很低，為防止誤上電保護誤動應閉鎖保護。

1．3　誤上電保護誤動原因分析

由于發變組保護 Ｂ柜直流電源瞬時消失，在電源恢復的瞬間，裝置的所有延時重新開始從零開始計時，機組帶有滿負荷正常運行 （電流電壓均為額定值 ）。保護裝置邏輯判斷如下。

（1）動作條件。機組正常發電 Ｉ＝0．74Ａ，Ｉ＞0．35Ａ條件滿足，動作條件滿足。

（2）閉鎖條件一。機組正常發電 Ｕ＝100Ｖ，Ｕ＞75Ｖ，裝置電源恢復的瞬間重新開始計時認為時間未達到 1ｓ，經過邏輯運算，不能閉鎖保護動作。

（3）Ｕ＝100Ｖ。Ｕ＜75Ｖ，經過邏輯運算，不能閉鎖保護。

（4）機組正在發電，斷路器一直處于合閘，電制動開關斷開。但裝置電源恢復的瞬間重新開始計時，認為斷路器時間未達到 3．5ｓ，電制動開關也處于斷開位置，經過邏輯運算，不能閉鎖保護。

根據邏輯框圖 （圖 1）可知，機組在超過保護電流整定值的較大負荷運行情況下，保護裝置在停電后恢復運行時由于計時元件從零開始重新計時，導致誤上電保護的電壓閉鎖和開關位置閉鎖，因為裝置對延時閉鎖的時間判斷錯誤而開放，誤上電保護就會誤動作。

另外保護裝置的整定值修改后進行重新固化的過程中，由于相同的原因也會發生誤上電保護誤動的情況 （后期通過試驗也驗證了這一點 ）。

2　誤上電保護原理完善

［3］

事故發生后，原設備制造廠家建議對保護進行改進，在原有誤上電保護出口增加一個由監控系統判斷機組是否處于并網狀態的閉鎖條件，見圖 2。

此方案能夠滿足機組正常并網發電時，保護裝置在停電和修改參數后恢復運行時誤上電保護被閉鎖的需要，但繼電保護裝置的運行受到監控系統的制約，裝置運行的獨立性受到影響，大大降低了繼電保護裝置的可靠性。

后經過多方討論，確定了新的改進方案，即在誤上電保護的閉鎖條件中增加一個保護軟件內部始終為 1的閉鎖信號 （只要保護裝置開始運行，這個邏輯信號就為 1），延時 4ｓ后解除此閉鎖信號 （因為電壓大于75Ｖ、延時 1ｓ后閉鎖保護，斷路器合或電制動投入3．5ｓ后閉鎖保護，為達到可靠閉鎖保護的效果，延時應大于1ｓ和3．5ｓ，決定設定延時為4ｓ），以防止保護裝置在停電和修改參數后恢復運行時誤上電保護動作，見圖 3。

3　改進后試驗及運行情況

（1）誤上電保護原理改進后，廠家在廠內進行試驗，未發現誤上電保護在電源恢復或修改定值時動作。（2）2008年 5月 18日在水布埡電廠 2Ｆ機調試過程中進行檢查：①在停機狀態下，拉、合保護裝置電源3次，裝置未發生保護誤動作；②用繼電保護測試儀加入三相電壓 100Ｖ，三相電流分別為 0．3Ａ、0．5Ａ?拉、

合保護裝置電源 3次，裝置未發生保護誤動作；③用繼電保護測試儀加入三相電壓 100Ｖ，三相電流 0．5Ａ，分別模擬斷路器分、合不同狀態，拉、合保護裝置電源3次，裝置未發生保護誤動作；④模擬斷路器分、合不同狀態下，用繼電保護測試儀加入三相電壓 100Ｖ，三相電流 0．5Ａ，然后將三相電壓降為 0Ｖ，裝置未發生保護誤動作。

（3）2008年 5月 18日在水布埡電廠 2Ｆ機并網調試過程中進行檢查：①2號機組并網帶 400ＭＷ 負荷運行，在 2號機組交直流配電屏進行直流電源切換，裝置未發生保護誤動作；②2號機組并網帶400ＭＷ負

荷運行，分、合 ＰＴ二次側小開關，模擬 ＰＴ斷線，裝置未發生保護誤動作。改進方案對誤上電保護既簡單可靠，又能夠正確地區分正常并網和誤上電。