500kV双回线路掉闸，七台机组全部停运 2013年7月20日，某发电厂因天气原因500kV双回线掉闸，七台运行机组相继停运，损失负荷1560MW。 【事故经过】 1、事故前运行工况 220 kV系统运行方式：220kV四、五母线并列运行，旁路2246开关及220kV六母线备用；220kV沙岛双回线为黄金岛侧开关合入，电厂侧开关断开空充备用；220kV沙闫双回线为电厂侧开关合入，阎家屯侧开关断开空充备用；1号机组通过220kV 2201开关并列于四母线运行；5-2联变2250开关合入；2200甲、2200已、2200丙、2200丁启备变正常运行；2200戊、2200己脱硫变正常运行。 500 kV系统运行方式：500kV 5052、5053开关及万沙线检修，其它开关正常运行；沙南一线（5021、5022开关）、沙南二线（5041、5042开关）正常运行，500kV沙南一线负荷642MW, 500kV沙南二线负荷691MW,全厂总出力1560MW；5-2联变正常方式运行；电网稳控装置投入3、4、6、7、8号机组切机压板。 附图 全厂电气系统 机组运行工况：2号机组检修，其他机组正常运行，运行机组厂用电为本机组高厂变带，全厂公用系统供电方式为正常方式。机组负荷：1号机组负荷246MW；3号机组负荷241MW；4号机组负荷150MW；5号机组负荷239MW；6号机组负荷221MW；7号机组负荷230MW；8号机组负荷220MW。 2、事故经过 （1）沙南二线：7月20日16：30分，变电站NCS报警：“沙南二线P544保护柜总跳闸，沙南二线MCD保护柜总跳闸，5042 RCS921A重合闸动作，沙南二线电抗器保护I零序过流，沙南二线电抗器保护II零序过流,沙南二线电抗器保护I小电抗过流，5041、5042断路器分闸动作”， 5041、5042开关事故掉闸，NCS上开关绿闪。 保护动作情况： P544保护柜纵联差动跳B动作,RCS902A跳B灯亮。MCD保护柜纵联差动跳B动作，RCS902A跳B灯亮，EF接地灯亮。5041失灵屏RCS-921跳A、B、C灯亮。5042失灵屏RCS-921跳A、B、C灯亮，重合闸灯亮。重合闸动作不成功，跳A、B、C三相。 （2）沙南一线：7月20日16:36分，变电站NCS报警：“沙南一线P544保护柜总跳闸，沙南一线MCD保护柜总跳闸，5021、5022断路器分闸动作”。 5021、5022开关事故掉闸，NCS上开关绿闪。 保护动作情况： P544保护柜纵联差动跳B相，跳C相，三跳灯亮。RCS902A跳A、B、C灯亮。MCD保护柜纵联差动跳B、C灯亮，EF接地灯亮。RCS902A跳A、B、C灯亮。5021失灵屏RCS-921 跳A、B、C灯亮。5022失灵屏RCS-921 跳A、B、C灯亮。 （3）电网稳定控制装置主机A、B套：跳闸出口灯亮。 （4）网控开关： 16:30:21 500kV 沙南二线开关5042、5041跳闸； 16:36:55 沙南一线开关5021、5022跳闸； 16:36:56 4号机出口开关5031、5032跳闸； 16:36:56 7、8号机组出口开关5062、5061、5063跳闸； 16:36:56 3号机出口开关5023跳闸； 16:36:56 6号机出口开关5051跳闸； 16:36:58 5号机出口开关5043跳闸； 16:37:54 1号机出口开关2201跳闸。 （5）一单元： 16:36 1号机组负荷由250MW突降至145MW，并在150MW-30MW之间大幅摆动，发电机频率、转速大幅摆动，汽包水位低III值，MFT保护动作锅炉灭火。16:37 机组掉闸，厂用电失去，所有辅机掉闸，柴油机联启带保安段运行。检查发变组保护B柜过激磁反时限t2保护动作灯亮。 （6）二单元： 16:36 3号机组掉闸，发电机解列、汽机掉闸，锅炉MFT动作，厂用电切换正常。随后厂用电失去柴油机联启带保安段运行。检查发变组保护C柜高周失步保护动作灯亮。 16:36 4号机组掉闸，发电机解列，汽机掉闸，锅炉MFT动作，厂用电切换正常。随后厂用电失去柴油机联启带保安段运行。检查发变组保护C柜高周失步保护动作灯亮。 （7）三单元： 16:36 5号机组跳闸，发电机解列、汽机掉闸，锅炉MFT动作，厂用电切换正常。随后厂用电失去柴油机联启带保安段运行。检查发变组保护B柜程跳逆功率动作灯亮。 16:36 6号机组跳闸，发电机解列、汽机掉闸，锅炉MFT动作，厂用电切换正常。随后厂用电失去柴油机联启带保安段运行。检查发变组保护C柜高周失步保护动作灯亮。 （8）四单元： 16:36 7号机组跳闸，发电机解列、汽机掉闸，锅炉MFT动作，厂用电切换正常。随后厂用电失去柴油机联启带保安段运行。检查发变组保护C柜高周失步保护动作灯亮。 16:36 8号机组跳闸，发电机解列、汽机掉闸，锅炉MFT动，厂用电切换正常。随后厂用电失去柴油机联启带保安段运行。检查发变组保护C柜高周失步保护动作灯亮。 （9）辅控： 16:37 辅控设备失电，程控上位机上所有设备停运。 【原因分析】 事故当时输电线路故障点附近天气较为恶劣，为雷雨、暴风、冰雹天气，线路故障点附近直径25厘米左右杨树连根拔起，成片玉米倒伏，并有冰雹，天气情况相当恶劣。事故过后的沙南二线跳闸查线结果为：39号塔B相导线小号侧2米处3号子导线、铁塔左侧曲臂K点上方1米处主台及斜铁有放电痕迹。沙南一线跳闸查线结果为：34号塔B相导线大号侧2米处3号子导线、铁塔左侧及右侧曲臂上方1米处塔台、C相导线大号侧1.5米处2号、3号子导线有放电痕迹。电网公司判断为：沙南一线、二线故障原因均为风偏所致。 1、沙南二线掉闸分析 （1）保护装置动作分析：由于天气原因，2013年7 月20日16:30:21，沙南二线发生 B相接地，沙南二线线路纵联差动保护（P544）装置，发出跳B令，保护装置动作正确；沙南二线线路纵联差动保护（MCD）装置，发出跳B令，保护装置动作正确；后备保护（902A两套）装置保护动作，发出跳B令，保护装置动作正确。 （2）线路重合闸分析： 张南侧先重合于故障线路（B相永久接地），沙南二线纵联差动保护（MCD、P544）装置判断为永久故障，发跳A、B、C三相令，保护动作正确。 电厂侧16:30:34:858 5042开关B相重合成功，16:30:34:790沙南二线纵联差动保护（MCD）跳A、C相，沙南二线纵联差动保护（P544）发跳B相，16:30:37:358 电抗器零序过流动作，跳5042开关B相。 电抗器零序过流动作，跳5042开关B相原因分析：在沙南二线张南侧重合于故障，对端保护动作跳开开关后，B相接地故障消失，此时电厂侧5042开关B相重合闸命令发出，B相合闸成功。具体原因分析：B相开关先收到合闸信号，开关合闸；沙南二线纵联差动保护（MCD及P544）动作跳A、B、C相，接收到跳闸令，因开关B相机构正在进行储能，保护动作后B相无法跳开，最终由电抗器零序保护动作跳开。 2、沙南一线掉闸分析 保护装置动作分析：由于天气原因，2013年7 月20日16:36:55沙南一线发生B相接地。 沙南一线线路纵联差动保护（P544）装置，发出跳B令，保护装置动作正确；沙南一线线路纵联差动保护（MCD）装置，发出跳B令，保护装置动作正确。后备保护（902A两套）装置保护动作，发出跳B令，保护装置动作正确。 沙南一线线路发生转换性故障（B相接地转为C相接地）。沙南一线纵联差动保护（MCD）装置判断为转换性故障，发跳A、C相令，保护动作正确。纵联差动保护（P544）装置判断为转换性故障，发跳A、B、C相令，保护动作正确。后备保护（902A两套）装置判断为转换性故障，发跳A、B、C相令，保护装置动作正确。 3、电网稳控装置分析 沙南双回线全部跳闸，跳闸前机组总出力1560MW，满足装置动作条件（N-2,400MW）,电网稳控装置动作。由于2号机停备，运行方式保留1、5号机，稳控装置主机发出了切4、7、8、3、6号机指令。各单元从机在执行主机切机命令时会实时检测各台机组是否运行来判定需切机组，判定机组运行的条件是发电机实时功率大于75MW，由于沙南双线已跳闸，各机组送出通道电流瞬间变的很小，从机判定机组全部为停运，所以从机未发切机指令，故3、4、6、7、8号机组由高周保护动作切除。 4、4、7、8、3、6号机组掉闸分析 由于沙南双回线跳闸，本厂频率最高52.8Hz。高周及失步切机保护动作，机组跳闸的顺序依次为4、7、8、3、6号机。4、7、8号机组高周失步定值52 Hz；3、6号机组高周失步定值52.25 Hz。 5、5号机组掉闸分析 （1）高周及失步切机未投（运行方式要求），机组掉闸。经检查为发变组保护B柜程跳逆功率动作。程跳逆功率动作逻辑为汽轮机主汽门关闭与发电机逆功率两个条件同时满足，保护正确动作。 （2）在1、5号机组单独带全厂厂用电的情况下，由于DEH不具备孤网运行的调节条件，机组转速最高升至3180转，机组超速至103%后OPC动作，机组抗燃油压波动较大，造成3个保安油压力开关动作，停机电磁阀ZS2带电动作，主汽门、调速汽门全关，在发电机逆功率后，程序跳闸逆功率动作，机组掉闸，联动锅炉MFT。 6、1号机组掉闸分析 （1）高周及失步切机未投（运行方式要求），机组频率降至41.7Hz，机组掉闸。经检查为发变组B柜过激磁反时限t2保护动作跳闸（定值1.2倍60s，1.25倍30s，1.3倍5s），保护正确动作。 （2）在1号机组单独带全厂厂用电的情况下，机组负荷由250MW突降至145MW，并在150MW-30MW之间大幅摆动，由于DEH不具备孤网运行的调节功能，造成OPC动作及一次调频频繁动作达到5次，小机进汽基本中断，汽泵转速下降，给水流量降低，使给水自动调整在三冲量与单冲量之间频繁切换，汽泵再循环门打开，使汽包水位下降；同时，机组OPC动作后，机组调门快速关闭，负荷骤降，造成汽包压力快速上升，汽泵打水困难加剧，在以上两个因素的影响下，最终造成汽包水位低三值锅炉MFT动作，随后CCS自动切除，DEH逻辑要求保持了当前高压调门开度不变，接近关闭，中压调门全开的状态，蒸汽量不能满足负荷要求，使得汽轮机转速逐渐下降，最终过激磁保护动作跳闸。 【暴露问题】 1、5042开关B相重合后，主保护动作未跳开，单相运行，最后由电抗器保护动作跳开。 在沙南二线B相故障后，沙南二线对端开关与电厂侧5042开关的重合闸均动作，对端开关先重合于故障，对端保护动作跳开开关，同时电厂侧两套主保护也发出了跳闸令，但此时电厂侧5042开关B相重合闸动作成功，同时接地故障消失。此时主保护的跳闸令与5042开关控制回路断线同时出现，造成5042开关B相未跳开，最后控制回路断线报警消失后由电抗器保护动作跳开5042开关 B相。5042开关非全相保护未动作原因，由于时间继电器采用开关本体继电器（定值2.5s），时间定值整定不准，在B相合闸2740ms后开关非全相保护未动作，而由电抗器保护动作跳开。在7月27日， 将5042开关转冷备，检测非全相保护时间继电器动作时间为3.06秒，随后对时间继电器进行调整传动，现非全相保护动作时间为2.5秒（定值为2.5秒），调整后传动正常。 2、电网稳控装置切机未动作。 沙南双回线跳闸前机组总出力为1560MW，满足稳控装置动