發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)動(dòng)作跳閘分析
評(píng)論: 更新日期:2008年05月12日
鄭州熱電廠3號(hào)發(fā)電機(jī)為典型的發(fā)電機(jī)變壓器組(發(fā)變組)單元接線,發(fā)電機(jī)為東方電機(jī)廠生產(chǎn)的QFSN-200-2型,機(jī)組于1992年投運(yùn),現(xiàn)處于穩(wěn)定運(yùn)行期。2001-11-18,3號(hào)發(fā)電機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)時(shí)機(jī)組帶有功負(fù)荷125 MW,無(wú)功負(fù)荷25 Mvar,對(duì)外供熱量160 t/h。
1 事故經(jīng)過(guò)
凌晨01:35,3號(hào)機(jī)集控室鈴響,中央信號(hào)盤(pán)發(fā)出“保護(hù)回路故障”和“故障錄波器動(dòng)作”光字,隨即喇叭叫,中央信號(hào)盤(pán)又出“發(fā)電機(jī)定子接地”、“主汽門(mén)關(guān)閉”、“斷水保護(hù)動(dòng)作”、“遠(yuǎn)方跳閘動(dòng)作”、“6 kV配電裝置故障”光字,發(fā)變組表計(jì)無(wú)明顯沖擊,發(fā)變組控制盤(pán)發(fā)電機(jī)出線開(kāi)關(guān)Ⅲ建石1、滅磁開(kāi)關(guān)Q7、勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜輸出開(kāi)關(guān)Q4綠燈閃光,除副勵(lì)電壓表外,發(fā)變組其它表計(jì)均無(wú)指示;廠用電盤(pán)6kVⅠ、Ⅱ段出“BZT動(dòng)作”光字,6 kV高壓廠用電備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)6107,6207紅燈閃光,6kV高壓廠用電備用變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)建備1綠燈平光,6 kVⅠ、Ⅱ段電壓表指示為0,高、低壓廠用電失電,集控室工作照明失去,保安電源聯(lián)動(dòng)正常,值班人員立即退出6107,6207聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān),將上述跳閘開(kāi)關(guān)復(fù)位后,發(fā)現(xiàn)Ⅲ建石1、Q7、6 kV高壓廠用電工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)6104,6204均為綠燈平光,紅燈閃光,由于燈光指示異常,為防止擴(kuò)大事故,在確認(rèn)6104,6204斷開(kāi)后,于01:38,手動(dòng)合上建備1,高、低壓廠用電恢復(fù)正常。到保護(hù)間檢查,發(fā)變組保護(hù)A柜“發(fā)電機(jī)定子接地零序電壓”和“發(fā)電機(jī)定子接地三次諧波”發(fā)信、跳閘燈均亮,“主汽門(mén)關(guān)閉”和“發(fā)電機(jī)斷水”燈亮。值班人員對(duì)發(fā)變組所屬一次系統(tǒng)外觀進(jìn)行檢查,未發(fā)現(xiàn)明顯異常。廠用電失壓期間,接于3號(hào)機(jī)UPS的機(jī)、爐所有數(shù)字監(jiān)視表計(jì)均無(wú)指示。02:35,在高低壓廠用電恢復(fù)正常后,3號(hào)發(fā)電機(jī)從0起升壓,當(dāng)定子電壓升至2 kV時(shí),發(fā)電機(jī)零序電壓為2 V,當(dāng)定子電壓升至2.5 kV時(shí),中央信號(hào)盤(pán)出“定子接地”光字,于是將發(fā)電機(jī)電壓降至0,斷開(kāi)Q4和微機(jī)非線性勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制開(kāi)關(guān)KK1、KK2,通知檢修進(jìn)一步查找原因。運(yùn)行值班人員將發(fā)變組解備,并將發(fā)電機(jī)氣體置換后,檢修人員拆掉發(fā)電機(jī)5 m處出線,對(duì)發(fā)電機(jī)做交直流耐壓試驗(yàn)正常,封閉母線出線、主變及高壓廠用變做交流耐壓試驗(yàn)正常,然后逐一將發(fā)電機(jī)出線電壓互感器推入工作位置,做交流耐壓試驗(yàn),當(dāng)推入發(fā)電機(jī)出線電壓互感器2YHA時(shí),發(fā)現(xiàn)2YHA相泄漏電流達(dá)50 mA,其它相只有1 mA,遂判斷為2YHA故障,將其更換并恢復(fù)發(fā)電機(jī)接線,機(jī)組重新從0升壓正常。
2 原因分析及對(duì)策
此次事故原因通過(guò)電氣檢修做交、直流耐壓試驗(yàn)及更換發(fā)電機(jī)出線電壓互感器2YHA后,發(fā)電機(jī)重新零起升壓正常的情況看,可以確認(rèn)為是發(fā)電機(jī)出線電壓互感器2YHA相對(duì)地絕緣降低,造成發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)動(dòng)作引起。
(1) 建備1開(kāi)關(guān)未聯(lián)動(dòng)
BZT裝置為JCCB-031型廠用電源快切裝置,具有差壓快切和殘壓慢切功能,即當(dāng)工作開(kāi)關(guān)跳閘后,若其差壓繼電器檢測(cè)到的工作母線殘壓與備用電源電壓之間的電壓差值在整定值之內(nèi),1s內(nèi)備用電源開(kāi)關(guān)可快速合上,若差值不符合要求,1s后時(shí)間繼電器接點(diǎn)打開(kāi),裝置變?yōu)闄z測(cè)母線殘壓是否符合要求來(lái)實(shí)現(xiàn)慢切。由于建備1開(kāi)關(guān)為老式多油開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)動(dòng)作慢,合閘時(shí)間長(zhǎng),6kV廠用電電源開(kāi)關(guān)為真空開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)動(dòng)作快,合閘時(shí)間短,而B(niǎo)ZT裝置一次自投回路原設(shè)計(jì)是在6kV廠用電開(kāi)關(guān)合上后合閘命令即消失,由于兩開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)間不同,造成建備1開(kāi)關(guān)在機(jī)構(gòu)未合到位時(shí)就返回。現(xiàn)將其BZT回路進(jìn)行改線,接入建備1開(kāi)關(guān)合閘監(jiān)視及BZT合閘自保持回路,以確保其合閘成功。
(2)UPS直流電源未聯(lián)動(dòng)
原因?yàn)閁PS直流蓄電池組連接線出廠時(shí)由于壓接質(zhì)量不好,致使多股導(dǎo)線在線鼻子處斷線,再加蓄電池組運(yùn)行中由于長(zhǎng)期充放電,使其中一極連接線剩下的幾股導(dǎo)線也被燒斷,造成蓄電池組正負(fù)極回路開(kāi)路,在UPS交流電源失電時(shí),蓄電池組投不上,UPS裝置對(duì)外供電中斷,使機(jī)、爐用熱工監(jiān)視儀表無(wú)指示。現(xiàn)已對(duì)3,4號(hào)機(jī)UPS蓄電池組連接線全部更換為高質(zhì)量多股軟銅線。
(3)Ⅲ建石1,Q7,6104,6204控制開(kāi)關(guān)在值班人員復(fù)位后綠燈平光,紅燈閃光
原因?yàn)樯鲜隹刂崎_(kāi)關(guān)復(fù)位后,其控制回路中的兩對(duì)接點(diǎn)10,11與14,15接通,接點(diǎn)10,11接通后,綠燈發(fā)平光,而3號(hào)發(fā)變組跳閘后,由于建備1未聯(lián)動(dòng)上,致使其高低壓廠用電失去,部分裝設(shè)低電壓保護(hù)的廠用設(shè)備跳閘,在值班人員將這些跳閘設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)復(fù)位前,由于其控制開(kāi)關(guān)位置與電源開(kāi)關(guān)位置不對(duì)應(yīng),使3號(hào)機(jī)組直流110 kV系統(tǒng)的閃光裝置啟動(dòng),閃光母線帶電。此時(shí)又恰逢高低壓廠用電失電,造成電源接于3號(hào)機(jī)組MCC的1,2號(hào)內(nèi)冷水泵電源中斷,發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)動(dòng)作,保護(hù)出口回路接點(diǎn)閉合,直流110kV正電源就通過(guò)Ш建石1,Q7,6104,6204中任一開(kāi)關(guān)的控制回路中的斷水保護(hù)出口接點(diǎn)、紅燈、控制開(kāi)關(guān)的14,15接點(diǎn)與閃光母線接通,此時(shí)由于其它廠用跳閘設(shè)備未復(fù)位,閃光母線就通過(guò)這些設(shè)備的事故音響回路與負(fù)電源接通,就出現(xiàn)了Ⅲ建石1,Q7,6104,6204控制開(kāi)關(guān)在值班人員復(fù)位后綠燈平光,紅燈閃光的異?,F(xiàn)象。但由于Ⅲ建石1,Q7,6104,6204開(kāi)關(guān)的紅燈閃光回路與其它低電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘設(shè)備的綠燈閃光回路是串聯(lián)關(guān)系,就又造成了Ⅲ建石1,Q7,6104,6204的紅燈閃光與低電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘設(shè)備的綠燈閃光不同步,且燈光變化情況也不同。在同一時(shí)間,紅燈閃光是一滅一亮,綠燈閃光是一亮一暗,這種現(xiàn)象是因?yàn)楫?dāng)閃光裝置中的電容充電電壓未達(dá)到閃光繼電器J動(dòng)作電壓值之前,J常閉接點(diǎn)閉合,Ⅲ建石1,6104,6204的紅燈與廠用電跳閘設(shè)備的綠燈串聯(lián)后,接于直流110V電源的正負(fù)極上,紅綠燈均亮;當(dāng)閃光裝置中的電容充電電壓達(dá)到閃光繼電器J的動(dòng)作電壓值后,J常閉接點(diǎn)打開(kāi),其常開(kāi)接點(diǎn)閉合,Ⅲ建石1,Q7,6104,6204的紅燈回路被短接,紅燈滅,而此時(shí)輔機(jī)綠燈回路直接接于直流110 V電壓上,其亮度變強(qiáng),要比紅綠燈都亮?xí)r的亮度強(qiáng)。現(xiàn)已將所有廠用電設(shè)備的紅綠燈更換為自閃光節(jié)能燈,刪除了原設(shè)計(jì)回路中的閃光回路,消除了這一異常現(xiàn)象。
3 處理方法
值班人員在發(fā)電機(jī)主保護(hù)動(dòng)作跳閘后,在發(fā)電機(jī)重新零起升壓過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)零序電壓后,未直接利用斷滅磁開(kāi)關(guān)來(lái)消除發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)能量,而是將發(fā)電機(jī)電壓降至0后才斷開(kāi)勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜輸出開(kāi)關(guān)Q4,延誤了事故處理時(shí)間,甚至有可能進(jìn)一步擴(kuò)大事故。這是因?yàn)槿艄收宵c(diǎn)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部的定子回路中,則二次升壓后故障電壓持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),對(duì)定子回路的損壞程度就越大,并有可能損壞定子線圈和鐵心,造成無(wú)法挽回的后果。因此,為防止事故擴(kuò)大,處理此類事故時(shí)可采取直接斷滅磁開(kāi)關(guān)的辦法來(lái)進(jìn)行處理。(張家寧,白炎武,牛進(jìn)嶺,李文奇)