1 误上电保护事故及保护逻辑
1．1 事故经过
水布垭电厂发电机和变压器组采用单元接线方式接入 500ｋＶ系统，发变组保护装置由奥地利维奥机电设备有限公司生产制造。每台发变组 （含高压厂用变压器和励磁变压器 ）按双重原则配置保护，设有 2块电气量保护柜，每块柜配置完整的主保护及后备保护，能反映被保护设备的各种电气故障及异常状态。另设1块非电量保护柜。2块电气量保护柜的直流工作电源分别来自电厂直流系统Ⅰ、Ⅱ段，Ａ柜来自Ⅰ段，Ｂ柜来自Ⅱ段。
事故发生时 1、3号机各带有 400ＭＷ 满负荷运行，直流由Ⅰ、Ⅱ段联络运行转换为分段运行，在操作过程中，1、3号机组保护 Ｂ柜直流电源失电，电源恢复正常时，1、3号机组保护 Ｂ柜 “发电机误上电保护 ”动作。
1．2 误上电保护原理
发电机误上电的发生有两种可能，一是发电机在盘车或升速过程中突然接入电网；二是非同期合闸。发电机在盘车或升速过程中突然接入电网，会产生很大的定子电流，损害发电机。另外，当发电机转速很低时，定子旋转磁场将切割转子，造成转子过热，损伤转子。发电机非同期合闸，产生很大的冲击电流及转矩，可能损坏发电机大轴及引起系统振荡。
事故发生时保护逻辑如下。
（1）在发电机从静止状态突然接入电网的瞬间，发电机会突然产生很大的冲击电流，当这个电流超过整定值时保护就会立即跳开开关 （当时整定值为0．35Ａ，机组满负荷时额定电流为 0．74Ａ）。
（2）如果电压大于整定值 （当时整定值为 75Ｖ，机组额定电压为 100Ｖ）超过一个可整定的延时后 （当时整定为 1ｓ），该保护就会被闭锁。因为这种情况下相当于机组接入电网时已经到空载额定电压，属于正常并网，应退出误上电保护；或表示电流超过整定值时机
组已经并网，应退出误上电保护。
（3）如果电压低于整定值 （当时整定值为 75Ｖ，机组额定电压为 100Ｖ），达到一段延时 （整定为 3ｓ）后，保护又会解除闭锁，此时相当于机组停运后发电机误上电保护自动投入。
（4）为防止误上电保护在正常运行 （机组满负荷时电流为 0．74Ａ，大于整定值 0．35Ａ）时，因为 ＰＴ断线的原因失去电压闭锁引起误动，用主断路器辅助接点延时 （当时整定为 3．5ｓ）闭锁保护。因为断路器合闸达到一定时间表示机组已经处于并网状态，电压低于正常值是由于 ＰＴ断线引起，误上电保护不应动作。（5）停机过程中，电制动开关合闸时机组有较大电流，但电压很低，为防止误上电保护误动应闭锁保护。
1．3 误上电保护误动原因分析
由于发变组保护 Ｂ柜直流电源瞬时消失，在电源恢复的瞬间，装置的所有延时重新开始从零开始计时，机组带有满负荷正常运行 （电流电压均为额定值 ）。保护装置逻辑判断如下。
（1）动作条件。机组正常发电 Ｉ＝0．74Ａ，Ｉ＞0．35Ａ条件满足，动作条件满足。
（2）闭锁条件一。机组正常发电 Ｕ＝100Ｖ，Ｕ＞75Ｖ，装置电源恢复的瞬间重新开始计时认为时间未达到 1ｓ，经过逻辑运算，不能闭锁保护动作。
（3）Ｕ＝100Ｖ。Ｕ＜75Ｖ，经过逻辑运算，不能闭锁保护。
（4）机组正在发电，断路器一直处于合闸，电制动开关断开。但装置电源恢复的瞬间重新开始计时，认为断路器时间未达到 3．5ｓ，电制动开关也处于断开位置，经过逻辑运算，不能闭锁保护。
根据逻辑框图 （图 1）可知，机组在超过保护电流整定值的较大负荷运行情况下，保护装置在停电后恢复运行时由于计时元件从零开始重新计时，导致误上电保护的电压闭锁和开关位置闭锁，因为装置对延时闭锁的时间判断错误而开放，误上电保护就会误动作。
另外保护装置的整定值修改后进行重新固化的过程中，由于相同的原因也会发生误上电保护误动的情况 （后期通过试验也验证了这一点 ）。
2 误上电保护原理完善
［3］
事故发生后，原设备制造厂家建议对保护进行改进，在原有误上电保护出口增加一个由监控系统判断机组是否处于并网状态的闭锁条件，见图 2。
此方案能够满足机组正常并网发电时，保护装置在停电和修改参数后恢复运行时误上电保护被闭锁的需要，但继电保护装置的运行受到监控系统的制约，装置运行的独立性受到影响，大大降低了继电保护装置的可靠性。
后经过多方讨论，确定了新的改进方案，即在误上电保护的闭锁条件中增加一个保护软件内部始终为 1的闭锁信号 （只要保护装置开始运行，这个逻辑信号就为 1），延时 4ｓ后解除此闭锁信号 （因为电压大于75Ｖ、延时 1ｓ后闭锁保护，断路器合或电制动投入3．5ｓ后闭锁保护，为达到可靠闭锁保护的效果，延时应大于1ｓ和3．5ｓ，决定设定延时为4ｓ），以防止保护装置在停电和修改参数后恢复运行时误上电保护动作，见图 3。
3 改进后试验及运行情况
（1）误上电保护原理改进后，厂家在厂内进行试验，未发现误上电保护在电源恢复或修改定值时动作。（2）2008年 5月 18日在水布垭电厂 2Ｆ机调试过程中进行检查：①在停机状态下，拉、合保护装置电源3次，装置未发生保护误动作；②用继电保护测试仪加入三相电压 100Ｖ，三相电流分别为 0．3Ａ、0．5Ａ拉、
合保护装置电源 3次，装置未发生保护误动作；③用继电保护测试仪加入三相电压 100Ｖ，三相电流 0．5Ａ，分别模拟断路器分、合不同状态，拉、合保护装置电源3次，装置未发生保护误动作；④模拟断路器分、合不同状态下，用继电保护测试仪加入三相电压 100Ｖ，三相电流 0．5Ａ，然后将三相电压降为 0Ｖ，装置未发生保护误动作。
（3）2008年 5月 18日在水布垭电厂 2Ｆ机并网调试过程中进行检查：①2号机组并网带 400ＭＷ 负荷运行，在 2号机组交直流配电屏进行直流电源切换，装置未发生保护误动作；②2号机组并网带400ＭＷ负
荷运行，分、合 ＰＴ二次侧小开关，模拟 ＰＴ断线，装置未发生保护误动作。改进方案对误上电保护既简单可靠，又能够正确地区分正常并网和误上电。
