王小鹏
山西大唐国际神头发电有限责任公司，山西 朔州 036000
摘要：介绍了一起发电厂发电机组自动准同期并网不成功事故案例，对发变组非电量保护开入“网控紧停”继电保护电气二次回路进行检查分析判断，查找具体原因。并针对存在问题，在后续同类情况下设备重大操作制定防范措施，进行操作规程修订，防止同类事故再次发生。
关键词：发电机组；自动准同期并网；继电保护电气二次回路；紧停；措施
0引言
发电厂发电机组必须接入电力系统才能将所发出的电能送至最终用户，才能实现电能从发电机组流向最终用户用电设备，实现能源的绿色转换。对发电机组与电力系统之间的并列操作就是同期并网操作，同期并网操作是发电机组接入电网并网发电的关键步骤，操作过程出现问题将直接导致发电机组并网失败，机组全停，影响电力系统的功率平衡，潮流分布，最终用户的用电需求。
1运行方式介绍
某发电厂安装2×500MW汽轮发电机组，发电机离相封闭母线出线经20/500kV升压变压器升压至500kV后通过厂内500kV配电装置接入电力系统，向华北电网直接供电。500kV配电装置升压站采用典型二分之三主接线方式，双母线分段运行。
发电机组自动准同期装置采用西门子7VE512型自动准同期装置。在3号机组启机，发电机转速达到3000r/min后，接网调令，调度允许发电机组并网后，通过发变组高压侧出口5051断路器同期并网操作。自动准同期装置在判断发电机组主变高压侧和电网系统电压压差、频差、角差满足自动准同期并网条件后向5051断路器发出合闸指令，5051断路器收到合闸指令后合闸，但5051断路器在合闸后直接跳闸，3号发电机组并网不成功。3号机组DCS报警画面发“网控紧急停机”事故报警，发变组非电量保护柜“网控紧急停机”动作，发电机组全停。
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图一
2原因分析
2.1原因分析
3号发电机组通过发变组出口边断路器5051断路器并网操作时，省电力建设公司正在进行厂内500kV配电升压站内第5串所对应线路切改工作，厂内500kV配电升压站内第5串5052、5053断路器正处于检修转态。500kV配电升压站内检修维护人员正在开展5052、5053断路器短引线保护定检及带断路器传动检修工作。
通过3号机组DCS画面显示“网控紧停”事故报警信号，对3号发变组非电量保护柜内“网控紧停”回路进行检查分析。3号发变组非电量保护柜“网控紧停”开入回路原理图见图二。
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此“网控紧停”事故回路由5051断路器KKJ（合后位置继电器）常开接点、5051断路器辅助常闭接点（5051A、5051B、5051C三相）、5052断路器KKJ（合后位置继电器）常开接点、5052断路器辅助常闭接点（5052A、5052B、5052C三相）串联后经3号机组网控紧停出口压板组成后开入3号发变组保护非电量保护装置RCS-974。
断路器在分闸位，其辅助常闭接点闭合；断路器在合闸位，其辅助常闭接点断开。
断路器在收到手合（网控值班员NCS画面远方操作）指令后，断路器KKJ（合后位置继电器）动作线圈得电，继电器常开接点闭合，收到手分（网控值班员NCS画面远方操作）指令后，断路器KKJ（合后位置继电器）复归线圈得电，继电器常开接点断开。
断路器KKJ（合后位置继电器）采用上海继电器有限公司生产DX-11型电磁式继电器，此种电磁式继电器常开接点在继电器动作线圈得电后大约40ms动作闭合；5051/5052断路器采用河南平高电气股份有限公司LW10B-550/4000型三相分相式六氟化硫断路器，断路器三相辅助位置接点在断路器合闸线圈得电，断路器合闸动作后大约70ms动作断开。
此紧停回路属于电力设计院早期设计，设计依据主要反应3号发电机组出口5051、5052断路器实际位置与断路器KKJ（合后位置继电器）“不对应”事故报警，进行发电机组的紧停。防止发电机组出口断路器因为机械原因或者控制回路原因偷跳后，发电机组送出通道切除后，发电机超速运行造成发电机组设备损坏，将发电机组进行紧急停机，保障设备安全。
3号发电机组启动并网时，正值配合省电力建设公司厂内500kV升压站内第5串对应线路出线切改工作，站内检修维护人员正在进行线路5052、5053断路器短引线保护校验及带断路器传动检修工作。在断路器传动过程中，通过手合（网控值班员NCS画面远方操作）5052、5053断路器，5052、5053断路器合闸三相常闭辅助触点断开，5052断路器KKJ（合后位置继电器）动作线圈得电，继电器动作，常开接点闭合；检修维护人员通过继电保护测试仪模拟短引线保护区内故障，短引线保护动作出口跳开5052、5053断路器后，5052断路器三相常闭辅助接点闭合。由于5052断路器不是手动（网控值班员NCS画面远方操作）分闸，5052断路器KKJ（合后位置继电器）复归线圈未得电，继电器常开接点未断开，所以此时5052断路器实际位置和KKJ（合后位置继电器）不对应，紧停回路5052断路器部分导通。
5月24日3号发电机组通过发电机组出口5051断路器进行并网操作，发变组同期并网合闸指令与手合（NCS画面远方操作）指令并联，5051断路器KKJ（合后位置继电器）常开接点在动作线圈得电后大约40ms动作闭合，而5051断路器三相位置常闭辅助接点在断路器合闸线圈得电，断路器合闸后大约70ms才能动作打开，所有5051断路器三相位置常闭辅助接点和KKJ（合后位置继电器）常开接点不对应回路大约有30ms导通时间。与5052断路器不对应回路串联导通后，触发网控3号发电机组紧停回路，发电机组出口5051断路器在合闸后跳闸，造成3号发电机组紧停，并网失败。
3处理过程
查明原因后，在网控通过手分（网控值班员NCS画面远方操作）5052断路器，5052断路器KKJ继电器复归线圈得电，常开接点打开，复归KKJ（合后位置继电器），5052断路器三相常闭辅助位置接点和合后位置继电器KKJ不对应回路断开。3号发电机组重新升速，转速达到3000r/min后，启励通过3号发变组出口5051断路器准同期并网成功。
5052、5053断路器短引线保护定检及带开关传动检修工作结束后，汇报网调，申请5052、5053断路器检修工作终结，第5串成串运行。网调同意后，网控值班员NCS画面远方操作手合5052、5053断路器，升压站内第5串5051、5052、5053断路器恢复成串运行方式。
4防范措施
分析此类电气二次回路相关设备在非正常运行方式下，可能存在误动或者拒动风险的隐患。在相关联的设备有重大操作前，应提前停止一切同一系统及有电的联系设备的所有检修工作，并由检修维护继电保护人员复核检查检修措施全部恢复原位。
特针对此事件，对在发电机组两个出口断路器，其中一个处于检修转态，另一个要进行并网操作时，检修、运行方式进行要求：
（1）操作前停止所有系统上相关连设备的一切检修工作，并由检修维护继电保护人员检查检修试验措施恢复原样。
（2）操作前由当值运行人员在发变组保护非电量保护柜柜内退出“网控紧急停机启跳压板8LP23”，当断路器操作完成设备投入正常运行后，检查压板两端无电压DC220V后，再投入“网控紧急停机启跳压板8LP23”。
（3）发电运行部门对运行规程及并网操作票进行修订，并督促当值运行人员遵照执行。
5事故教训
此次事故中暴露出以下几个问题：
（1）投产前的生产准备和基建验收，是非常重要的工作，直接关系到投产以后的运营水平。生产单位的继电保护人员应该应提前介入设备调试，抓好验收工作。
（2）继电保护专业人员技能水平还有待提高，对继电保护电气二次回路在特定工况下存在误动的隐患，未能充分认识到位。
（3）继电保护技术监督力度不足，对于在基建项目投产后遗留的隐患，没有及时发现、解决。
6结束语
由电气二次设备按照功能通过连接导线互相连接，构成对电气一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为电气二次回路。但是电气二次回路的组成在某些特定非正常工况下，有可能存在隐患，造成设备误动或者拒动。所以在前期设计阶段应该进行严格把关，由具有经验丰富的技术专业设计人员对设计图纸进行严格审核并与现场继电保护人员提前积极沟通，依据设备运行方式进行相关设计，在初始阶段就将风险降至最低；在设备投产调试阶段，由具有丰富调试经验技术人员与现场继电保护人员进行各种工况模拟调试，验证设备及相关电气二次回路的正确性。在设备投运后运行前期，现场检修维护继电保护人员应对计划投运设备按照规程规范进行校验、传动，验证继电保护设及相关二次回路的正确性；在设备投入运行期间，制定合理的运行防范措施，减少设备处于特殊非正常状态时存在误动及拒动的安全隐患。
作者简介：
王小鹏（1985-），男，山西文水人，2007年毕业于沈阳工程学院电力系统继电保护专业，工程师，从事发电厂电气工作。