西門子7SJ62綜保低電壓保護(hù)誤動(dòng)檢查分析

房家才王善菊房家睿

（1. 天津鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠，天津　300301；2. 上汽通用五菱青島分公司，山東 青島　266500；3. 青島煉油化工有限責(zé)任公司，山東 青島　266500）

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西門子7SJ62綜保低電壓保護(hù)誤動(dòng)檢查分析

房家才1王善菊2房家睿3

（1. 天津鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠，天津300301；2. 上汽通用五菱青島分公司，山東 青島266500；3. 青島煉油化工有限責(zé)任公司，山東 青島266500）

運(yùn)行在同一段6kV母線上6臺(tái)高壓電動(dòng)機(jī)配置的是西門子7SJ62綜保，但在二次電壓小母線故障時(shí)，低電壓保護(hù)動(dòng)作卻不相同，3臺(tái)跳閘，3臺(tái)閉鎖。針對(duì)這起誤動(dòng)事故，技術(shù)人員抽絲剝繭，縝密分析，判斷出是閉鎖邏輯運(yùn)算時(shí)間不穩(wěn)定造成的，隨后提出了重新整定或更新保護(hù)裝置的應(yīng)對(duì)措施。

7SJ62綜保；低電壓保護(hù)；閉鎖低電壓

工廠企業(yè)的生產(chǎn)離不開機(jī)泵，低電壓保護(hù)作為電機(jī)的常規(guī)后備保護(hù)廣泛應(yīng)用［1］。隨著微機(jī)保護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展，原理成熟、人機(jī)界面友好的新型數(shù)字式保護(hù)裝置已經(jīng)逐步取代了老一代的保護(hù)裝置。青島煉化電網(wǎng)6kV高壓電機(jī)保護(hù)采用西門子7SJ62綜合保護(hù)，7SJ62是集多功能保護(hù)、監(jiān)控于一體的綜合測控裝置，還可利用連續(xù)功能圖（CFC）實(shí)現(xiàn)編程邏輯運(yùn)算［2］。

1　事故現(xiàn)象

2015年5月7日常減壓變電站6kV AⅡ段母線6臺(tái)電機(jī)突然發(fā)出電壓保護(hù)信號(hào)，隨后運(yùn)行人員到達(dá)現(xiàn)場檢查，其中 3臺(tái)高壓電機(jī)開關(guān)分閘，3臺(tái)高壓電機(jī)運(yùn)行，分閘回路綜保低電壓跳閘指示燈亮，查閱7SJ62的跳閘記錄發(fā)現(xiàn)分閘電機(jī)是低電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘，查閱更詳細(xì)的事件順序動(dòng)作記錄發(fā)現(xiàn)，未跳閘電機(jī)無保護(hù)動(dòng)作，但無論是跳閘還是未跳閘電機(jī)均發(fā)出了 PT斷線告警和閉鎖低電壓信號(hào)。技術(shù)人員下載了事故發(fā)生時(shí)的保護(hù)配置、事件記錄和故障錄波以便進(jìn)一步分析。

2　保護(hù)動(dòng)作分析

2.1參數(shù)和定值檢查

有3臺(tái)保護(hù)動(dòng)作，3臺(tái)未動(dòng)作，各以1臺(tái)作比對(duì)分析，其中電機(jī)P116B未跳閘，P103B已跳閘。首先查對(duì)綜保參數(shù)和保護(hù)定值，是否按定值單設(shè)定。經(jīng)查各回路電壓保護(hù)定值相同且正常，見表1。另外，7SJ62的低電壓保護(hù)設(shè)有起動(dòng)條件，使用電流監(jiān)視作為額外判據(jù)，只有當(dāng)?shù)碗妷浩饎?dòng)判據(jù)滿足且相應(yīng)電流超過開關(guān)最小合位電流（BkrClosed I Min）時(shí)，低電壓保護(hù)才會(huì)起動(dòng)，在保護(hù)地址0212查得此值是 0.04A，電機(jī)的運(yùn)行電流均大于此電流，也就是說在同等條件下，低電壓保護(hù)應(yīng)動(dòng)作相同。

表1　參數(shù)定值對(duì)照表

再調(diào)閱7SJ62的Masking I/O配置矩陣，見表2，兩電機(jī)綜保低電壓保護(hù)配置了第4個(gè)出口開出，接入各自的跳閘回路，點(diǎn)亮第5個(gè)LED指示燈，在配置上和外部接線上都沒有問題。

表2　開入開出配置矩陣表

2.2故障錄波和事件記錄

調(diào)出故障錄波比對(duì)（圖1），在故障發(fā)生瞬間，兩裝置的電壓并沒有大的區(qū)別，UL12=93V，UL23=28V，UL31=67V，即UL＜65V，所以低電壓保護(hù)“U＜”起動(dòng)是正確的，但從事件記錄和故障錄波中可見P116B的“U＜”并未起動(dòng)。

再將兩回路的事件記錄列表對(duì)比，見表3。設(shè)系統(tǒng)故障時(shí)間為0ms，則P116B閉鎖低電壓時(shí)間是341ms，P103B低電壓動(dòng)作時(shí)間是495ms（表1中可查定值是500ms），而閉鎖低電壓時(shí)間是681ms。也就是說，P116B閉鎖住了低電壓保護(hù)，而P103B卻在低電壓保護(hù)起動(dòng)后發(fā)出閉鎖，從而導(dǎo)致跳閘。

圖1　故障錄波圖

表3　事件記錄對(duì)照表

2.3低電壓閉鎖邏輯

再查看表1配置矩陣，閉鎖低電壓“BLOCK U＜”是7SJ62裝置的內(nèi)部信號(hào)（int SP），是通過邏輯程序運(yùn)算后發(fā)出的。這也是西門子綜保的一個(gè)特別特性，它有一個(gè)PLC，可利用CFC（連續(xù)功能圖）快捷、方便地純圖形化編程［3］。調(diào)出各回路綜保的低電壓閉鎖邏輯，經(jīng)比對(duì)沒有不同，如圖2所示。

圖2　閉鎖低電壓邏輯圖

圖2中相關(guān)輸入量的涵義見下表4，閉鎖低電壓動(dòng)作輸出邏輯是相電流不小于二次值滿量程的5%，且線電壓小于15V或負(fù)序電壓大于8V。

表4　輸入量含義表

根據(jù)圖1故障錄波波形對(duì)比圖可以得到，最低線電壓UL23＞15V，該模塊輸出是0，不輸出閉鎖條件。將波形圖重新分配信號(hào)查出，Ua=54V，Ub=40V，Uc=15V，負(fù)序電壓U2=19V。即負(fù)序電壓U2＞8V，該模塊將發(fā)出閉鎖條件，同時(shí)，電機(jī)三相二次電流均大于0.05A，所以閉鎖低電壓是應(yīng)該發(fā)出的，跳閘的P103B電機(jī)應(yīng)屬于低電壓保護(hù)誤動(dòng)。表3也證明P103B電機(jī)跳閘時(shí)，閉鎖低電壓發(fā)出時(shí)間晚于低電壓動(dòng)作的時(shí)間，從而導(dǎo)致誤跳，但在同樣的閉鎖邏輯下P116B卻正確閉鎖。所以需要通過試驗(yàn)，進(jìn)一步測算閉鎖低電壓邏輯的運(yùn)算輸出時(shí)間。

2.4低電壓閉鎖試驗(yàn)

跳閘時(shí)，是負(fù)序電壓閉鎖，所以重點(diǎn)是驗(yàn)證負(fù)序電壓閉鎖邏輯運(yùn)算時(shí)間。用綜保測試儀向保護(hù)裝置輸入三相電壓，將一相設(shè)成按調(diào)節(jié)步長可變，即可模擬出負(fù)序電壓閉鎖。50次試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析見表5，7SJ62綜保的閉鎖低電壓邏輯運(yùn)算時(shí)間并不固定，其中超過500ms動(dòng)作占總次數(shù)的21%，所以在事故發(fā)生時(shí)，低電壓誤動(dòng)的可能性很大。

表5　試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表

隨后模擬事故電壓下的保護(hù)動(dòng)作情況，閉鎖低電壓多次在630ms左右發(fā)出，進(jìn)一步驗(yàn)證閉鎖邏輯運(yùn)算時(shí)間的不確定性是導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的根本原因。

2.5應(yīng)對(duì)措施

為躲過閉鎖邏輯的運(yùn)算時(shí)間，并滿足保護(hù)電機(jī)和生產(chǎn)工藝的要求，經(jīng)過重新整定計(jì)算，將 7SJ62的低電壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)間設(shè)為 0.8s。另外，對(duì)確需快速動(dòng)作的電機(jī)回路，把保護(hù)裝置更新為 7SJ68，該裝置無需再編程運(yùn)算，其固有的 PT斷線閉鎖功能動(dòng)作迅速，能夠滿足實(shí)際要求。

3　結(jié)論

通過以上分析可知，微機(jī)保護(hù)功能固然強(qiáng)大，便捷、靈活方便使用，但要透徹掌握其性能，嚴(yán)謹(jǐn)配置，才能確保其動(dòng)作的可靠性。同時(shí)也需加強(qiáng)保護(hù)試驗(yàn)人員的技能培訓(xùn)，在驗(yàn)收和檢修時(shí)全面檢測出保護(hù)裝置存在的問題隱患。

［1］ 巢蒸. SEL-749M低電壓保護(hù)誤動(dòng)作的分析與改進(jìn)［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（20）︰117-119.

［2］ SIPROTEC多功能保護(hù)繼電器 7SJ62/63/64 V4.6手冊(cè)C53000-G115D-C147-7［Z］. 西門子有限責(zé)任公司，2005.

［3］ DIGSI CFC手冊(cè) E50417-H115D-C098-A1［Z］. 西門子有限責(zé)任公司，2005.

Analysis of the SIEMENS 7SJ62 Low Voltage Protection Malfunction

Fang Jiacai1Wang Shanju2Fang Jiarui3
（1. Tianjin Steel Group Co.，Ltd，TianJin300301；2. SGMW Qingdao Branch，Qingdao，Shandong266500；3. Qingdao Oil Refining Chemical Co.，Ltd，QingDao，Shandong266500）

Running in the same 6kV bus 6 high-voltage motor configuration is SIEMENS 7SJ62 Multi-Functional protection，but the secondary voltage of the bus fault，low voltage protection action is different，Three trip，three no. In view of the accident，the technical personnel make a painstaking investigation，careful analysis，determine the instability caused by locking U＜logic operation time，then by graphic proportion method measured phase voltage phase angle，simulate the fault voltage protection action confirmed the reason of malfunction.Subsequently proposed resetting calculation or update the protection device to solve the problem.

7SJ62 Multi-Functional protection； low voltage protection； low voltage lockout

房家才（1974-），男，本科，電力工程師，從事發(fā)電廠電氣工作20多年，有著豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)從事蒸汽發(fā)電機(jī)組及配電裝置運(yùn)行檢修管理。