陈 继
中国电建甘肃能源投资有限公司巴基斯坦分公司，甘肃省兰州市 730000
【摘 要】随着中国改革开放和经济全球化的发展，带动了发展中国家的电力行业不断发展壮大，大型火电机组陆续投产。虽然火电厂在设计制造、运行维护等方面积累了成熟的经验，但仍存在因中外继电保护装置设计理念不同、执行标准不同、继电保护保护装置判据不足，造成保护误动作。本文以卡西姆港燃煤电站500kV升压站ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护误动作分析及改造案例为依据，从断路器失灵保护的工作原理、判据、定值整定、动作出口等方面对断路器失灵保护进行分析改造。总结出中国电力行业标准在海外推广的必要性和可行性。
【关键词】继电保护；断路器失灵保护；误动作；中国电力行业技术标准国际化
1、事故过程及相关信息
卡西姆港燃煤电站，建有2台660MW燃煤机组。500kV系统共有两条出线，共10回断路器间隔，GIS采用3/2接线方式，每条出线通过一台断路器并联一台电抗器运行。启备变通过两台断路器与I母、II母连接。图1为500kV电气主接线图
.png)
图1 500kV电气主接线图
500kV线路保护采用双重化配置，每条线路各配置一套ALSTOM公司生产的P466线路保护装置和SIEMENS公司生产的7SA522线路保护装置。断路器失灵保护装置采用ALSTOM公司生产的MiCOM P841断路器失灵保护装置。由于ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护装置失灵保护逻辑判别原件缺少零序电流、负序电流或电流突变量闭锁判据，使断路器失灵保护发生了误动。
8月为巴基斯坦雨季，2019年8月19日，连续多日暴雨，卡西姆港燃煤电站内电缆沟被水淹没，500kV升压站继电器室“II母线第II套保护动作启动断路器三相失灵”至500kV B2Q2断路器失灵保护装置信号电缆负极接地，启动B2Q2断路器外部失灵保护，断路器在合闸位置，满足ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护装置外部失灵保护的动作条件，500kV B2Q2断路器失灵保护一段动作，跳B2Q2断路器，同时启动发变组失灵，跳2号机组。
2、断路器失灵保护动作分析及处理
2.1 ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护动作逻辑，如图2
.png)
如图3，外部保护动作信号“II母线第I套保护动作”、“II母线第II套保护动作”、“发变组第I套保护动作”、“发变组第II套保护动作”、“B2Q3断路器保护动作”、“短引线保护动作”的保护接点闭合启动断路器失灵保护继电器50BF1，50BF1接点闭合启动时间继电器，失灵保护继电器和时间继电器共同启动跳闸继电器。时间继电器可以整定动作时间，ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护装置设置的时间t1时限：0.15s，动作于重跳本开关（发变组两台断路器会同时启动发变组失灵保护，无时限动作于机组全停）。设置发变组失灵保护的目的是考虑到故障发生在发变组出口开关之间，出口开关跳开后，发电机仍然会向故障点提供短路电流，所以需要跳开发电机。t2时限：0.25s，动作于跳相邻开关。
2.2 失灵保护逻辑存在的问题及外部保护启动失灵接点误开入的分析
根据《继电保护装和安全自动装置技术规程》（GB14285-2006）4.9.2.2条规定：发电机变压器组或变压器断路器失灵保护的判别元件应采用零序电流元件或负序电流元件。而从逻辑图中可以看出，ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护装置没有零序电流或者负序电流的闭锁，在二次回路故障时容易造成断路器失灵保护误动作。如图3中所示，TB19-TB42为“II母线第II套保护动作启动断路器三相失灵”至500kV B2Q2断路器失灵保护装置信号外部接点。图4为电缆 电容分布示意图，R1、R2为直流系统绝缘监测装置的偏置电阻，C1，C2分别为直流正负极电源对地电容。电缆TB42至C4部分电缆绝缘在基建时受损，当电缆浸泡在水中时，电缆绝缘进一步下降，用万用表测得的电缆对地绝缘电阻为1000Ω左右。由于升压站直流系统的绝缘监察装置本身有一个接地点，当TB42至C4部分电缆接地绝缘降低后，R1电阻、接地电阻和光隔构成的串联回路两端有约220V电压，由于光隔的输入阻抗远大于接地及R1电阻，所以大部分电压被光隔分压，同时也有较长的直流电缆的电容效应，引起光隔动作，启动断路器失灵保护，导致B2Q2断路器和2号机组跳闸。
.png)
2.3 对失灵保护判据的修改
ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护的判据有缺陷，而（GB14285-2006）《继电保护装和安全自动装置技术规程》4.9.2.2条关于失灵保护的规定显然更合理。该问题在电站基建的时候已经提出，但由于所采用的标准不同，该国NTDC（国家输配电公司）对于ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护逻辑有自己的判断，认为不会造成误动，所以对 ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护判据的修改未得到批准。直到本次事件发生，针对卡西姆燃煤电站的实际情况，再次向NTDC提交申请，经过了各方沟通研究，决定采用GB标准对 ALSTOM MiCOM P841断路器失灵保护逻辑及相关定值进行改造。
3、失灵保护的改造
3.1 动作判据：增加失灵保护的判别原件：相电流原件、零序电流原件或负序电流原件。
.png)
Input L9、L10为外部保护失灵开入，、、为负序、零序、正序电流判据。根据线路实际运行情况，零序、负序电流定值定值按照25%主变高压侧额定电流整定，正序电流定值按照125%主变高压侧额定电流整定，既避免保护频繁启动，又保证保护的灵敏度。Latching为外部保护失灵开入后的信号指示灯（信号灯保持）。
3.2 动作出口：失灵保护I段动作只跳本开关，不再去启动发变组失灵。失灵II段动作于断开其它相邻断路器，发变组侧断路器失灵II段动作同时启动发变组失灵（逻辑中R2、R3），动作于机组全停。线路侧断路器失灵II段同时启动远传直跳对侧线路断路器（逻辑中R2、R3）。
.png)
原断路器失灵保护跳闸出口中，失灵I段、失灵II段同时有R2、R3出口。而在线路侧和中间断路器中，R2、R3动作于直跳线路对侧断路器；在发变组侧断路器中，R2、R3启动发变组失灵，动作于全停。显然失灵I段出口R2、R3会扩大跳闸范围，故只需失灵II段出口R2、R3。
.png)
4、结束语
中国的电力行业技术标准已经非常成熟，将中国电力行业技术标准国际化，使更多国际电力工程项目接收并采用中国电力行业技术标准，一方面在实际运作中发挥我们的优势，有效地控制风险，避免重大事故的发生，为属地创造更大的收益。另一方面也有助于获得更大的高端市场。
参考文献：
[1]国网公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国能安全〖2014〗161号；
[2]ALSTOM MiCOM P841技术说明书，版本：M 71&61。
[3]《继电保护装和安全自动装置技术规程》（GB14285-2006）
作者简介：
陈继（1985—），男，汉族，山西大同人，专科学历，现供职单位为中国电建甘能源巴基斯坦分公司，助理工程师，研究方向为继电保护。