某日09:32某電廠網控事故喇叭響，查110kV云硫線116開關保護屏“重合”、“跳閘”指示燈亮。110kV云硫線116距離I段保護動作，A、B、C相間故障，距離：9.68km。

與此同時該電廠#1發電機轉速升至3022r/min，#1機組發生甩負荷情況。查熱控DCS記錄：09：32：44.905時刻#1機組DCS硬件OPC保護報警及動作，09：32：44.981時刻硬件OPC保護動作返回；#1組機負荷由116MW甩到最低值45MW。

1、原因分析

1.1、熱控OPC動作原理

原理如下圖1、圖2。

圖1

圖2

OPC動作原理為：

• 動作條件1：當轉速變化超過107%時，OPC動作。
• 動作條件2：當功率負荷不平衡率超過60%時，OPC動作.
• 動作條件3：當功率負荷不平衡率在30%~60%,對應轉速變化率107%~100%交會點時（藍色下斜線右側區域）時，OPC動作。

1.2、故障原因分析

根據OPC動作原理，此次OPC動作的原因有如下三種可能：

1) 實際機組轉速到達定值或機組轉速信號測量存在偏差導致OPC保護動作。

對#1機組轉速測量信號，熱控人員經檢查確認該信號測量可靠，不會出現偶然偏差的可能。

從#1機組電氣PMU錄波數據來看，#1發電機轉速在云硫線線路故障時刻雖有擾動現象，但#1機組實際轉速變化未達到OPC動作條件1的動作定值（見表1）。

表1

2）熱控硬件OPC邏輯及采樣、整定值偏差導致OPC保護動作。

對OPC邏輯程序及定值進行檢查，該定值是由硬件可燒錄芯片存儲的，幾乎不可能自動發生變化，程序及定值方面的故障情況可能性可以排除，同時通過加量檢測，OPC保護的各采樣正常。

3）機組有功功率變化達到定值或送至DEH的有功功率信號存在偏差，造成OPC保護動作。

由于線路故障時功率的暫態變化過程極其短暫，超出DEH和DCS的記錄能力,因此熱工方面是無法提供動作時刻功率變化過程。唯一可以提供是DCS于5-20 09:32:44:905記錄到的OPC動作信息（5-20 09:32:44:981復位，動作時間76ms）。

檢查傳送#1機組有功功率信號至DEH的功率變送器，其型號為：FPW－201，三相四線制功率變送器。檢查#1發電機正常運行時有功功率變送器輸出正確，通過對同型號有功功率變送器的模擬試驗，暫未發現有功變送器輸出異常情況。

初步分析#1機故障錄波曲線來看，#1機組功率在線路故障瞬間有突變現象，且達到了OPC動作條件3（見圖3）。

圖3

#1機組故障錄波值顯示了#1發電機功率在故障時，功率變化達到了OPC的動作條件3。輸送至DEH的發電機有功功率信號是否也達到了OPC定值，需要進一步檢驗確認，因此需進一步檢驗功率變送器暫態特性。

從#1發電機故障錄波曲線中抽取三個點，得出其中的電流、電壓向量值，重新輸入功率變送器，觀察功率變送器的輸出情況。

表2

1.3、故障原因確認及改進方法

可以得出#1發電機功功率變送器可以反應電氣的暫態過程，在線路故障期間，#1發電機變送器功率輸出信號發生了變化，其值達到了熱控OPC保護的動作定值。

因此為避免#1機組在外部線路瞬時性故障時熱控OPC保護動作,熱控OPC保護應增加一定延時,以躲過線路的暫態過程,但由于#1機組采用的是硬件OPC保護,其定值是固化值,無法增加延時,同時電氣及熱控保護已的足夠的其它同類保護,所以#1機組取消熱控硬件OPC保護的動作條件3,

2 結語

功率變送器可以反應電氣設備瞬時性故障的暫態過程，可以即時反應設備故障時電流電壓的功角變化，所采樣出的功率亦會發生較大變化。因此熱控OPC保護應設置一定的動作時間，躲過電氣外部設備瞬時故障的暫態過程。對軟件OPC保護，可以通過修改程序增加出口延時來完善；對于完全固化無法修改的硬件OPC保護，則應取消OPC保護的動作條件3。

本文編自《電氣技術》，原文標題為“某電廠#1機組OPC保護動作的原因分析”，作者為潘志尚。