1 誤上電保護事故及保護邏輯
1．1 事故經(jīng)過
水布埡電廠發(fā)電機和變壓器組采用單元接線方式接入 500ｋＶ系統(tǒng)，發(fā)變組保護裝置由奧地利維奧機電設(shè)備有限公司生產(chǎn)制造。每臺發(fā)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(shè)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(shè)備的各種電氣故障及異常狀態(tài)。另設(shè)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(tǒng)Ⅰ、Ⅱ段，Ａ柜來自Ⅰ段，Ｂ柜來自Ⅱ段。
事故發(fā)生時 1、3號機各帶有 400ＭＷ 滿負荷運行，直流由Ⅰ、Ⅱ段聯(lián)絡(luò)運行轉(zhuǎn)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(fù)正常時，1、3號機組保護 Ｂ柜 “發(fā)電機誤上電保護 ”動作。
1．2 誤上電保護原理
發(fā)電機誤上電的發(fā)生有兩種可能，一是發(fā)電機在盤車或升速過程中突然接入電網(wǎng)；二是非同期合閘。發(fā)電機在盤車或升速過程中突然接入電網(wǎng)，會產(chǎn)生很大的定子電流，損害發(fā)電機。另外，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速很低時，定子旋轉(zhuǎn)磁場將切割轉(zhuǎn)子，造成轉(zhuǎn)子過熱，損傷轉(zhuǎn)子。發(fā)電機非同期合閘，產(chǎn)生很大的沖擊電流及轉(zhuǎn)矩，可能損壞發(fā)電機大軸及引起系統(tǒng)振蕩。
事故發(fā)生時保護邏輯如下。
（1）在發(fā)電機從靜止?fàn)顟B(tài)突然接入電網(wǎng)的瞬間，發(fā)電機會突然產(chǎn)生很大的沖擊電流，當(dāng)這個電流超過整定值時保護就會立即跳開開關(guān) （當(dāng)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(dāng)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(dāng)時整定為 1ｓ），該保護就會被閉鎖。因為這種情況下相當(dāng)于機組接入電網(wǎng)時已經(jīng)到空載額定電壓，屬于正常并網(wǎng)，應(yīng)退出誤上電保護；或表示電流超過整定值時機
組已經(jīng)并網(wǎng)，應(yīng)退出誤上電保護。
（3）如果電壓低于整定值 （當(dāng)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(dāng)于機組停運后發(fā)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(dāng)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(jīng)處于并網(wǎng)狀態(tài)，電壓低于正常值是由于 ＰＴ斷線引起，誤上電保護不應(yīng)動作。（5）停機過程中，電制動開關(guān)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(yīng)閉鎖保護。
1．3 誤上電保護誤動原因分析
由于發(fā)變組保護 Ｂ柜直流電源瞬時消失，在電源恢復(fù)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(fā)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(fā)電 Ｕ＝100Ｖ，Ｕ＞75Ｖ，裝置電源恢復(fù)的瞬間重新開始計時認為時間未達到 1ｓ，經(jīng)過邏輯運算，不能閉鎖保護動作。
（3）Ｕ＝100Ｖ。Ｕ＜75Ｖ，經(jīng)過邏輯運算，不能閉鎖保護。
（4）機組正在發(fā)電，斷路器一直處于合閘，電制動開關(guān)斷開。但裝置電源恢復(fù)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(guān)也處于斷開位置，經(jīng)過邏輯運算，不能閉鎖保護。
根據(jù)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(fù)運行時由于計時元件從零開始重新計時，導(dǎo)致誤上電保護的電壓閉鎖和開關(guān)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(fā)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(fā)生后，原設(shè)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(jiān)控系統(tǒng)判斷機組是否處于并網(wǎng)狀態(tài)的閉鎖條件，見圖 2。
此方案能夠滿足機組正常并網(wǎng)發(fā)電時，保護裝置在停電和修改參數(shù)后恢復(fù)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(jiān)控系統(tǒng)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(jīng)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(nèi)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(yīng)大于1ｓ和3．5ｓ，決定設(shè)定延時為4ｓ），以防止保護裝置在停電和修改參數(shù)后恢復(fù)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(nèi)進行試驗，未發(fā)現(xiàn)誤上電保護在電源恢復(fù)或修改定值時動作。（2）2008年 5月 18日在水布埡電廠 2Ｆ機調(diào)試過程中進行檢查：①在停機狀態(tài)下，拉、合保護裝置電源3次，裝置未發(fā)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(fā)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(tài)，拉、合保護裝置電源3次，裝置未發(fā)生保護誤動作；④模擬斷路器分、合不同狀態(tài)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(fā)生保護誤動作。
（3）2008年 5月 18日在水布埡電廠 2Ｆ機并網(wǎng)調(diào)試過程中進行檢查：①2號機組并網(wǎng)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(fā)生保護誤動作；②2號機組并網(wǎng)帶400ＭＷ負
荷運行，分、合 ＰＴ二次側(cè)小開關(guān)，模擬 ＰＴ斷線，裝置未發(fā)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(qū)分正常并網(wǎng)和誤上電。
