房家才王善菊房家睿

（1. 天津钢铁集团有限公司动力厂，天津　300301；2. 上汽通用五菱青岛分公司，山东 青岛　266500；3. 青岛炼油化工有限责任公司，山东 青岛　266500）



西门子7SJ62综保低电压保护误动检查分析

房家才1王善菊2房家睿3

（1. 天津钢铁集团有限公司动力厂，天津300301；2. 上汽通用五菱青岛分公司，山东 青岛266500；3. 青岛炼油化工有限责任公司，山东 青岛266500）

运行在同一段6kV母线上6台高压电动机配置的是西门子7SJ62综保，但在二次电压小母线故障时，低电压保护动作却不相同，3台跳闸，3台闭锁。针对这起误动事故，技术人员抽丝剥茧，缜密分析，判断出是闭锁逻辑运算时间不稳定造成的，随后提出了重新整定或更新保护装置的应对措施。

7SJ62综保；低电压保护；闭锁低电压

工厂企业的生产离不开机泵，低电压保护作为电机的常规后备保护广泛应用［1］。随着微机保护技术的不断发展，原理成熟、人机界面友好的新型数字式保护装置已经逐步取代了老一代的保护装置。青岛炼化电网6kV高压电机保护采用西门子7SJ62综合保护，7SJ62是集多功能保护、监控于一体的综合测控装置，还可利用连续功能图（CFC）实现编程逻辑运算［2］。

1　事故现象

2015年5月7日常减压变电站6kV AⅡ段母线6台电机突然发出电压保护信号，随后运行人员到达现场检查，其中 3台高压电机开关分闸，3台高压电机运行，分闸回路综保低电压跳闸指示灯亮，查阅7SJ62的跳闸记录发现分闸电机是低电压保护动作跳闸，查阅更详细的事件顺序动作记录发现，未跳闸电机无保护动作，但无论是跳闸还是未跳闸电机均发出了 PT断线告警和闭锁低电压信号。技术人员下载了事故发生时的保护配置、事件记录和故障录波以便进一步分析。

2　保护动作分析

2.1参数和定值检查

有3台保护动作，3台未动作，各以1台作比对分析，其中电机P116B未跳闸，P103B已跳闸。首先查对综保参数和保护定值，是否按定值单设定。经查各回路电压保护定值相同且正常，见表1。另外，7SJ62的低电压保护设有起动条件，使用电流监视作为额外判据，只有当低电压起动判据满足且相应电流超过开关最小合位电流（BkrClosed I Min）时，低电压保护才会起动，在保护地址0212查得此值是 0.04A，电机的运行电流均大于此电流，也就是说在同等条件下，低电压保护应动作相同。

表1　参数定值对照表

再调阅7SJ62的Masking I/O配置矩阵，见表2，两电机综保低电压保护配置了第4个出口开出，接入各自的跳闸回路，点亮第5个LED指示灯，在配置上和外部接线上都没有问题。

表2　开入开出配置矩阵表

2.2故障录波和事件记录

调出故障录波比对（图1），在故障发生瞬间，两装置的电压并没有大的区别，UL12=93V，UL23=28V，UL31=67V，即UL＜65V，所以低电压保护“U＜”起动是正确的，但从事件记录和故障录波中可见P116B的“U＜”并未起动。

再将两回路的事件记录列表对比，见表3。设系统故障时间为0ms，则P116B闭锁低电压时间是341ms，P103B低电压动作时间是495ms（表1中可查定值是500ms），而闭锁低电压时间是681ms。也就是说，P116B闭锁住了低电压保护，而P103B却在低电压保护起动后发出闭锁，从而导致跳闸。

图1　故障录波图

表3　事件记录对照表

2.3低电压闭锁逻辑

再查看表1配置矩阵，闭锁低电压“BLOCK U＜”是7SJ62装置的内部信号（int SP），是通过逻辑程序运算后发出的。这也是西门子综保的一个特别特性，它有一个PLC，可利用CFC（连续功能图）快捷、方便地纯图形化编程［3］。调出各回路综保的低电压闭锁逻辑，经比对没有不同，如图2所示。

图2　闭锁低电压逻辑图

图2中相关输入量的涵义见下表4，闭锁低电压动作输出逻辑是相电流不小于二次值满量程的5%，且线电压小于15V或负序电压大于8V。

表4　输入量含义表

根据图1故障录波波形对比图可以得到，最低线电压UL23＞15V，该模块输出是0，不输出闭锁条件。将波形图重新分配信号查出，Ua=54V，Ub=40V，Uc=15V，负序电压U2=19V。即负序电压U2＞8V，该模块将发出闭锁条件，同时，电机三相二次电流均大于0.05A，所以闭锁低电压是应该发出的，跳闸的P103B电机应属于低电压保护误动。表3也证明P103B电机跳闸时，闭锁低电压发出时间晚于低电压动作的时间，从而导致误跳，但在同样的闭锁逻辑下P116B却正确闭锁。所以需要通过试验，进一步测算闭锁低电压逻辑的运算输出时间。

2.4低电压闭锁试验

跳闸时，是负序电压闭锁，所以重点是验证负序电压闭锁逻辑运算时间。用综保测试仪向保护装置输入三相电压，将一相设成按调节步长可变，即可模拟出负序电压闭锁。50次试验结果统计分析见表5，7SJ62综保的闭锁低电压逻辑运算时间并不固定，其中超过500ms动作占总次数的21%，所以在事故发生时，低电压误动的可能性很大。

表5　试验数据分析表

随后模拟事故电压下的保护动作情况，闭锁低电压多次在630ms左右发出，进一步验证闭锁逻辑运算时间的不确定性是导致保护误动的根本原因。

2.5应对措施

为躲过闭锁逻辑的运算时间，并满足保护电机和生产工艺的要求，经过重新整定计算，将 7SJ62的低电压保护动作时间设为 0.8s。另外，对确需快速动作的电机回路，把保护装置更新为 7SJ68，该装置无需再编程运算，其固有的 PT断线闭锁功能动作迅速，能够满足实际要求。

3　结论

通过以上分析可知，微机保护功能固然强大，便捷、灵活方便使用，但要透彻掌握其性能，严谨配置，才能确保其动作的可靠性。同时也需加强保护试验人员的技能培训，在验收和检修时全面检测出保护装置存在的问题隐患。

［1］ 巢蒸. SEL-749M低电压保护误动作的分析与改进［J］.电力系统保护与控制，2009，37（20）︰117-119.

［2］ SIPROTEC多功能保护继电器 7SJ62/63/64 V4.6手册C53000-G115D-C147-7［Z］. 西门子有限责任公司，2005.

［3］ DIGSI CFC手册 E50417-H115D-C098-A1［Z］. 西门子有限责任公司，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，电力工程师，从事发电厂电气工作20多年，有着丰富的工作经验，现从事蒸汽发电机组及配电装置运行检修管理。