（湖南发展集团株洲航电分公司412103）
摘要：随着社会经济的不断发展，电能资源在社会上的需求越来越大，工业生产过程、居民日常生活等方面均需要电力资源的支持，这对发电厂的生产运营也提出了更高的要求，发电机的稳定运行对电厂生产效益有重要的作用。
关键词：发电机、保护装置、CPU、保护误动
本文以笔者工作的发电厂为研究对象，对发电机保护装置CPU故障引起保护误动原因进行分析并提出了有效的解决措施。
1事故背景介绍
某电厂于2017年3月16日，电厂内部的网络控制系统（NetworkedControlSystem，NCS）频繁发出“#4发电机后备保护装置报警”的信号，在发出警报后返回，巡检人员通过就地检查后，发现发电机保护A屏出口信号“差动告警”的指示灯是亮着的状态；CPUA发电机差动A相差流最大波动到3.9A，B相差流最大波动到3.5A，C相差流最大波动到3.6A。通过维修人员检查后发现发电机的保护A屏中CPU上的A数据收集模板出现问题，需要联系生产厂家后再进行相应的处理，并将#4发电机保护A屏中CPUA电源断开。
2017年3月17日，电厂内部的NCS频繁发出“#4发电机后备保护装置报警”的信号，在发出警报后返回，巡检人员通过就地检查后发现发电机的保护A屏出口显示“31：差动TA断线”和“32：差动告警”的信号，告警信号间断性出现，将#4发电机保护A屏的所有出口压板退出NCS系统。
2017年4月1日，电厂受到生产厂家的回复，厂家的技术部门对发电机保护装置CPU元件进行检测后发现CPU元件回路中的电容4E1和4E3的使用性能下降，导致模数转换芯片不能正常工作，从而使通道差流采样值出现漂动现象。
2故障处理过程
在出现NCS频繁发出“#4发电机后备保护装置报警”的信号，再发出警报后返回，巡检人员通过就地检查后发现发电机的保护A屏出口显示“31：差动TA断线”和“32：差动告警”的信号，检修人员马上对相关的二次回路的通流情况进行检查。电厂发电机采用的保护装置能达到关于发电机的差动方式主要有：发电机差动、发电机不完全纵差动、发电机裂向横差、励磁机差动。发电机纵差动保护是发电机保护中重要的保护，依据接入中性点电流份额的不同分为完全纵差和不完全纵差，本电厂使用的是不完全纵差保护。发电机应用不完全纵差保护的出口方式一般采用单相出口，对每相定子绕组为多分支的大型发电机中十分适用[1]。单相出口的发电机保护装置会设置有专门判别TA断线的子系统，在差流值大于接触TA断线闭锁电流的倍数时，会将TA断线判别功能解除掉。发电机横差保护是发电机定子绕组匝间短路中的主要保护，裂向横差保护其实就是将每相定子绕组的分支分为两个不同的组别，通过两组TA将分支电流汇总在一起，在差流超过整定值的时候会起到保护作用。
在不同类型的差动保护装置中，TA断线均能以判断逻辑参与到发电机的保护工作中，如果某一个TA出现断线情况，系统便会产生一定的差流，TA断线会出现电弧暂停的现象，所以在TA断线初期的时候电流值不会迅速降为零，TA进行断线检测的时间要快于差动出口的时间，为了保证保护装置不会出现误动情况，要设置专门进行TA断线判别的子系统，可以在差动出口前对TA断线产生的动作出口起到闭锁的功能[2]。考虑到“31：差动TA断线”警报问题，维修人员根据相关判别依据对TA回路进行核查，本电厂所应用的发电机保护装置对TA断线进行判别的依据是：①短路发生的时候，一般情况下电流值会增加，断线情况下电流值会减小，根据电流突变方向为负值的时候作为判断依据；②一般情况下不会考虑不同侧TA同时出现断线的情况，因此在电流突变为负值的时候表明TA断线发生在同一侧；③突变电流发生情况不会超过两路；④TA断线一侧电流必须至少存在一相电，而另外一相或两相偏小。检修人员通过检查后确认TA回路处于正常状态，告警的情况是由于差流引起的，对发电机保护装置A屏CPU搜集数据模板检查后发现有些回路元件出现故障，确认这是引起本次故障的原因。
3发电机保护装置介绍和事故分析
本电厂发电机保护装置采用的是DGT801C数字式发电机保护装置，由双电源双CPU系统组成，其中保护CPU1和保护CPU2是两套完全相同的系统，两者之间又具有独立性，能单独进行采样、计算、判断、出口、自身检查、故障处理和录波等功能。因此在3月17日，#4发电机A屏保护装置中的CPU插件A发生故障的时候，发电机保护装置没有发生任何动作，在CPUA退出运行系统的时候，CPUB会独自运行，在检测到参数出现异常的时候可动作出口。对CPU的说明：“保护CPU1和保护CPU2是两套完全相同的系统，两者之间又具有独立性，每套保护装置具有单独的出口；该两套保护装置中的CPU也是完全相同的，且具有独立性，在其中一个CPU出现故障的时候另一个CPU可以单独出口”。当天相关保护动作的状态：#4发电机中的A屏保护装置CPUA出现故障并退出系统，CPUB是单独运行状态，当CPUB发生故障的时候可以作为一个单独的动作出口。
发电机保护装置中压板介绍：根据压板接入装置中二次回路位置的不同可以将压板分为保护功能压板和出口压板两类，保护功能的压板可以实现发电机保护装置中的某些功能，通常情况下会在弱点回路中接入24V直流电压；跳闸出口压板会直接作用在保护装置的开关上，或者与其他相关开关进行联跳连接，一般情况下在强电回路中会直接接入110V直流电压，保护系统中的电流回路组成一般是正电流通过出口跳闸压板，然后经过保护继电器的辅助触点，通过跳闸线圈，最后再到负极部位。在发生故障的时候会触发保护回路，此时保护继电器回路中会通电，继电器辅助触点呈闭合状态，加入跳闸压板后使跳闸线圈回路通电，从而对保护装置的主开关产生保护作用。
4发电机保护装置CPU发生故障时的应急对策
（1）在发电机机组运行的过程中，如果发电机保护装置A屏中单独一个CPU出现故障的时候，要立即投入发电机保护A屏“灭磁回路检修”出口，通过增加压板的过程起到旁通的作用，可以使灭磁保护回路保持通路状态，避免保护出口的出现。由于本电厂发电机保护装置中应用的灭磁回路的逻辑原理比较特殊，退出保护屏的出口压板就可以避免保护误动情况的发生[3]。
（2）将所有的功能压板退出系统，保证保护不出口，从而使跳闸线圈回路中不会通电，也就是发电机的所有保护功能没有处于激活状态[4]。
（3）将CPUB的电源拉开，使发电机保护装置中的两个CPU回路中同时没有电流通过，此时发电机保护装置将会停止运行。
5保障发电机保护装置CPU正常运行的措施
电厂内部的发电机运行管理人员要经常对发电机保护装置的运行状态进行检查，如果发现发电机保护装置设计不合理的情况，要及时与生产厂家进行联系，并综合考虑电厂和中调等方的意见，采取有效的解决措施，消除发电机保护装置中存在的安全隐患。发电厂要制定完善的生产事故应急救援预案，制定科学合理的继电保护现场事故处理流程，并定期进行有关继电器保护现场事故方面的演练，对发电机保护装置的运行管理和检修工作制定完善的规章制度[5]和检修计划。加强对电厂内发电机保护装置管理人员的培训工作，提高发电机保护装置检修人员的专业水平。
6结束语
本文讲述的是在发电机保护装置单套CPU发生故障后，在紧急情况下应将该套装置退出系统，为了确保发电机组正常运行，要将保护屏出口压板也退出系统，考虑到此保护屏没有设置保护出口压板，可以对灭磁检修回路进行旁通措施，从而防止保护误动情况的发生。
参考文献：
[1]李坤平.发电机保护装置CPU故障引起保护误动原因分析[J].现代制造，2016（21）：12-13.