電廠并網(wǎng)開關(guān)故障所引發(fā)事故分析

目前，我國(guó)220kV及以上電壓等級(jí)的開關(guān)基本都是分相操作的。由于開關(guān)操作機(jī)構(gòu)及其電氣控制回路等故障等原因，發(fā)電機(jī)在開機(jī)并網(wǎng)、停機(jī)解列的操作中，并網(wǎng)開關(guān)易發(fā)生一相或兩相斷開的事故，造成發(fā)變組發(fā)生非全相運(yùn)行事故。事故處理不當(dāng)將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)過熱甚至燒毀事故，同時(shí)也給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來了極大的威脅。

1 事故經(jīng)過

A電廠300MW機(jī)組發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)5002并網(wǎng)開關(guān)未顯示合閘，但#2機(jī)負(fù)荷仍可上升。在負(fù)荷達(dá)到16.85MW時(shí)，開關(guān)非全相保護(hù)動(dòng)作，此時(shí)，C相電流仍顯示為18.7A，A、B相電流均為0。現(xiàn)場(chǎng)人員檢查發(fā)現(xiàn)#2發(fā)電機(jī)5002 C相開關(guān)輔助接點(diǎn)銷子卡圈脫落，傳動(dòng)聯(lián)桿與主軸分離，致使5002開關(guān) C相仍在合位，A、B相在斷開位置?，F(xiàn)場(chǎng)減#2機(jī)勵(lì)磁，隨后，斷口閃絡(luò)保護(hù)動(dòng)作，跳發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)并啟動(dòng)失靈保護(hù)，跳母聯(lián)5012開關(guān)及5052開關(guān)，并遠(yuǎn)跳對(duì)側(cè)開關(guān)。

圖1 A電廠系統(tǒng)接線圖

2 事故原因分析

2.1 開關(guān)非全相運(yùn)行和斷口閃絡(luò)保護(hù)的保護(hù)原理

A電廠的開關(guān)非全相運(yùn)行保護(hù)裝置采用的是開關(guān)本體的非全相保護(hù)裝置，其是依靠開關(guān)本身的位置信號(hào)判斷出是否不一致，不經(jīng)零序、負(fù)序電流元件閉鎖，直接向開關(guān)發(fā)跳閘命令。這種配置直接用開關(guān)輔助接點(diǎn)返回信號(hào)作為判據(jù)，取消電流判別回路，即當(dāng)開關(guān)操作合閘后，分相操作回路分別合閘，若開關(guān)分相輔助接點(diǎn)有分有合，則判斷此時(shí)開關(guān)為非全相運(yùn)行狀態(tài)。

斷口閃絡(luò)保護(hù)只考慮一相或兩相，不考慮三相閃絡(luò)，并取主變高壓側(cè)開關(guān)TA電流。其判據(jù)為：(1)開關(guān)三相位置接點(diǎn)均為斷開狀態(tài);(2)負(fù)序電流大于整定值。斷口閃絡(luò)保護(hù)動(dòng)作后，首先以第1時(shí)限動(dòng)作于發(fā)電機(jī)滅磁，降低斷口電壓，促使中止閃絡(luò);若閃絡(luò)持續(xù)，應(yīng)以第2時(shí)限啟動(dòng)失靈保護(hù)，跳開所有與其有聯(lián)系的電源支路。

2.2 保護(hù)動(dòng)作分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)#2發(fā)電機(jī)5002 C相開關(guān)輔助接點(diǎn)銷子卡圈脫落，傳動(dòng)聯(lián)桿與主軸分離。因此，5002開關(guān)合閘后，其C相開關(guān)由于傳動(dòng)聯(lián)桿與主軸分離，輔助接點(diǎn)還在分閘位置，引發(fā)開關(guān)非全相保護(hù)動(dòng)作。保護(hù)動(dòng)作后，A、B相開關(guān)正確跳開，由于C相開關(guān)的輔助接點(diǎn)仍處于分閘位置，跳閘回路未接通，C相開關(guān)沒能跳開，處于合閘位置，但返回信號(hào)依舊顯示C相開關(guān)處于分閘位置。因此，系統(tǒng)

仍處于兩相斷開的非全相運(yùn)行狀態(tài)，最終達(dá)到斷口閃絡(luò)保護(hù)負(fù)序電流整定值，且保護(hù)裝置感受到三相開關(guān)都在斷位，#2發(fā)電機(jī)斷口閃絡(luò)保護(hù)動(dòng)作，經(jīng)設(shè)定延時(shí)0.1秒后動(dòng)作，跳發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓降至零，負(fù)序電流加大，故障未消除，500kV母線差動(dòng)保護(hù)BP-2P失靈保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)250ms跳母聯(lián)5012開關(guān)，經(jīng)500ms跳出線 5052開關(guān)，并跳遠(yuǎn)側(cè)開關(guān)。

3、 事故正確處理步驟

(1)在A電廠#2機(jī)組并網(wǎng)合5002開關(guān)過程中，如果現(xiàn)場(chǎng)值班人員發(fā)現(xiàn)5002 C相開關(guān)未顯示合閘，可不待調(diào)度指令，立即拉開5002開關(guān)，并上級(jí)調(diào)度員匯報(bào)。

(2)若5002開關(guān)無法拉開，應(yīng)立即向上級(jí)調(diào)度員匯報(bào)。上級(jí)調(diào)度當(dāng)值調(diào)度員應(yīng)要求A電廠立即將#2爐壓火，#2機(jī)組出力降至最低，就地將5002開關(guān)拉開。

(3)如果5002開關(guān)依然無法拉開，則應(yīng)向上級(jí)調(diào)度員申請(qǐng)將出線5052開關(guān)倒至I母運(yùn)行，然后拉開母聯(lián)5012開關(guān)，將故障點(diǎn)隔離。

3.2 事故整改措施

本次事故暴露出A電廠在安全生產(chǎn)管理方面存在現(xiàn)場(chǎng)工作不規(guī)范和培訓(xùn)工作不到位，對(duì)存在的危及系統(tǒng)安全的隱患認(rèn)識(shí)不足、處理不及時(shí)，專業(yè)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平亟待提高。在今后工作中，須嚴(yán)肅調(diào)度紀(jì)律，嚴(yán)格調(diào)度管理，加強(qiáng)運(yùn)行人員調(diào)度規(guī)程及運(yùn)行技術(shù)的相關(guān)培訓(xùn)。