大唐湘潭发电有限责任公司湖南湘潭411102
前言：
2016年5月16日，某厂所辖的300MW机组运行过程中加负荷，启动电动给水泵。电泵投运过程中高厂变差动保护动作导致机组全停。对2号机组全停的原因进行认真分析，吸取经验教训并制定相应有效的措施对提高电网的安全运行是大有裨益的。
1事故经过
1.1运行方式简介
事故发生前，220kV潭茶II线，2号主变#620开关、6kVⅡA、ⅡB母线进线开关均处于合位。
1.2事故过程
整个事故过程具体情况如下：
2016年5月16日15时22分，2号机组运行稳定，负荷210MW，电泵备用，其余设备运行正常。
故障发生前，运行人员于15时25分启动2号电泵，2B高厂变低压侧分支电压下降至额定电压的88%，低压侧二次电流由1.45A升至6A。约1.57S后IIB段母线发生三相短路，二次电压下降至6V，电流增大至28.22A。此时保护动作顺序为：
第一阶段：故障发生602mS后2B高厂变低压侧复压过流保护动作，跳2B高厂变低压侧2204开关。2204开关跳开后故障仍未切除，故障点不在高厂变差动保护动作范围内，同时故障点短路电弧将柜内2B高厂变低压侧TA二次回路烧断，使2B高厂变低压侧电流消失。
第二阶段：复压过流保护动作后，故障点仍然存在。因低压侧电流消失，732mS时刻高厂变差动速断保护动作于发变组全停。764mS磁场开关Q02跳闸，800mS线路#620开关跳闸。FMK开关、KQK1开关、KQK2开关、Q02开关跳闸。
第三阶段：故障切除后短路电流逐渐下降。由于短路点继续存在，在发电机残压作用下，电流衰减较慢，1850mS时刻短路电流仍有9.82A，1600mS时刻2B高厂变复压过流Ⅱ段Ⅰ时限动作，1900mS时刻2B高厂变复压过流Ⅱ段Ⅱ时限动作。15时25分02秒2号机组ETS跳闸，#2机组全停。
2事故分析
2.1事故原因
经过分析造成此次事故的原因主要有两个：
一是故障发生在差动保护动作死区
事故发生后检查6kV配电室内有烧焦气味、现场浓烟弥漫，通风后检查2B高厂变低压侧3DL开关2204开关柜有烧灼痕迹、相邻进线TV柜均有明显放电灼伤痕迹，试验人员对6kV母线进行绝缘试验，排除了母线故障。
三相短路故障的故障点发生在高厂变低压侧进线开关上端与发变组保护装置用电流互感器之间。由于故障位置发生在差动保护区外，故障发生时差动保护视为区外故障不出口。复压过流保护动作，切除2B高厂变低压侧3DL开关。但此时3DL开关跳开后故障仍存在。此时差动保护因故障点短路电弧将柜内2B高厂变低压侧TA二次回路烧断，使2B高厂变低压侧电流消失。差动保护动作出口是导致本次事故发生的直接原因。
二是高厂变低压侧复压过流保护动作因母线失压和短路故障动作时，其出口配置为0.6S闭锁厂用电快切，而某厂厂用电快切装置失压切换定值为70V线电压，0.5S出口串行切换，发变组闭锁快切延时为0.6s，故出现先切换至备用电源后，再由低压侧过流保护闭锁快切。造成故障母线切至备用电源，因保护配置未充分考虑配合关系，引发了事故范围的扩大。
2.2保护行为分析
此次事故中，某厂#2B高厂变保护配置的发变组保护为南瑞继保公司的PCS-985保护装置，其中作为#2B高厂变保护有差动保护、高低压侧复压过流。这些后备保护在事故中动作，但未能切除故障。其中#2B高厂变保护低压侧复压过流保护动作将事故范围扩大。
2.2.1#2B高厂变保护动作行为分析
针对#2B高厂变保护保护配置将其动作行为分析如下：
高厂变差动保护定值：
启动定值：0.4Ie；差动速断定值：6Ie；比率差动起始斜率：0.15
比率差动最大斜率：0.7；二次谐波制动系数：0.15。
高厂变后备保护：
负序相电压定值：3.46V；低电压定值：60V。
过流Ⅰ段定值：3.95A；时间：1.6S。
高厂变低压侧分支后备保护定值：
负序相电压定值：3.46V；低电压定值：60V。
过流Ⅰ段定值：11.8A；时间：0.6S。
1）#2B高厂变差动保护
#2B高厂变差动保护采用变斜率比率差动特性，其动作方程为；其中制动电流；差动电流；启动电流为0.4Ie，起始斜率为0.15Ie，Ie以高压侧二次值为基准。
在#2B高厂变低压侧进线开关三相短路故障发生20mS内，其高压侧电流互感器二次电流即达到28A左右，低压侧电流互感器二次电流也达到28A左右。此时高低压侧差流为0，而制动电流达到了8Ie。故障开始时，高低压侧二次电流均接近28A，根据变斜率特性公式，计算出低压侧二次电流应增大至55A才能让差动保护动作。此时低压侧二次电流为28A，处于差动制动区。差动保护视为区外故障，保护不动作。
随着三相短路故障的发展，故障点短路电弧将安装于母排处的2B高厂变低压侧电流互感器二次电缆熔断，使其低压侧电流消失。28A电流换算至变压器差流，其倍数为8.525倍，此时高低压侧差流为8Ie、制动电流8Ie，而厂变差动速断保护为4Ie差流，远大于差动速断定值。此时由差动速断出口发变组全停，将线路开关跳开。解列灭磁切除故障。
2）#2B高厂变低压侧复压过流保护动作行为分析
根据事故发生时的故障录波数据判断事故时保护装置是否正确动作，从2号电动给水泵启动至#2B高厂变低压侧发生三相短路故障起，2B高厂变低压侧分支电压从额定电压的88%下降至6V，低压侧二次电流由1.45A升至28.22A。608mS后高厂变低压侧复压过流保护动作，切除低压侧进线3DL开关，并发出闭锁快切的指令。故障点发生在电流互感器与低压侧进线开关之间。即使保护动作仍无法切除故障。而快切装置的失压切换定值为母线电压降低至70V线电压后，0.5S后出口串行切换，发变组闭锁快切延时为0.6s，故出现故障未切除的情况下，仍将备用电源切换至故障母线。经过0.1s后快切装置才接受到低压侧过流保护闭锁快切的指令。
2.2.2#2B高厂变高压侧复压过流保护动作行为分析
#2高厂变保护相关定值整定如下：
高厂变高压侧复压过流保护定值：3.95A
低电压定值：60V；负序电压：3.46V；
过流I段延时：1.6S；动作于跳高厂变低压侧开关，并闭锁快切。
过流II段延时：1.9S；动作于全停，并闭锁快切。
由于差动速断保护动作于发变组全停，800ms后线路620开关跳开。故障切除且短路电流逐渐下降。由于短路点继续存在，在发电机残压作用下，电流衰减较慢，1850mS时刻短路电流仍有9.82A，1600mS时刻2B高厂变复压过流Ⅱ段Ⅰ时限动作，1900mS时刻2B高厂变复压过流Ⅱ段Ⅱ时限动作。
3防范整改措施
针对此次事故，经分析制定以下防范措施：
1、经过对故障开关的检查，发现此次短路故障是由于固定在母线处的电流互感器二次接线松动，二次回路脱落在母线处。进而发展为三相短路故障。事故发生后开展了全厂的开关屏后二次接线排查工作，有针对性的采取局部加固二次接线、对可能存在脱落松动风险的回路重新布线，对母线处安装绝缘垫等防护措施。
2、本次事故中暴露出后备保护与快切装置存在失配的情况，经过分析后，应考虑在极端故障情况下，各保护的配合情况。事故发生后，已将快切装置的失压切换定值修改至1.0S以避免由于后备保护失配造成重合于永久故障的情况。