秦皇島熱電廠共有4臺機組,總容量為1000 MW,分兩期建成。一期1,2號機組為哈爾濱的200 MW機組,各以發(fā)變組方式接入廠內220 kV母線。220 kV母線的接線方式為雙母線帶旁路,通過2條220 kV線路接入主系統。正常運行時廠用電由本機高壓工作變壓器供,2臺機組配置1臺接于220 kV母線的高壓備用變壓器。
二期3,4號機組為上海的300 MW機組,各以發(fā)變線組的單元方式接入系統的樞紐變電站,與一期220 kV母線間接相連。正常運行時廠用電由本機高壓工作變壓器供,2臺機組配置1臺接于一期220 kV母線的高壓備用變壓器。
某日15:52:04(線路故障錄波器打印時間)3號機組事故跳閘,而主開關則發(fā)生了非全相開斷。事故前3號機組的出力為:有功200 MW;無功70 Mvar;電流6 kA,220 kV線路電流為480 A,機組運行參數一切正常。
1 事故經過
15:52:04,汽機主汽門關閉,聯鎖發(fā)變組跳閘、鍋爐滅火。保護發(fā)B相跳閘、三相跳閘信號;線路對端跳閘,經聯系得知為B相跳閘重合不成功后三相跳閘,10 min后試送線路仍不成功。檢查主開關三相均在“分閘”位置。
當時的印象是線路B相永久性故障,與機組無關。直到對端將完整的故障錄波圖傳至中調后,才判斷是熱電廠主開關發(fā)生 非全相開斷導致線路跳閘。經搖測觸頭間電阻,方確定為主開關B相未斷開。
2 事故過程分析
從錄波圖中可以看出如下幾個過程:
(1) 從主開關非全相跳閘到對端B相跳閘,間隔近4個周波,80 ms左右。3I0值等于B相電流,跳閘前為2.03 A(二次值、CT變比為1 200/5、下同),跳閘后最大值為2.9 A,比跳閘前的正常值有所增大,3U0很小。這是發(fā)電機承受負序的第一階段。
(2) 從對端B相跳閘后到對端B相重合開始,電流全部消失,3U0逐漸增大,3U0值從1.43 V(二次值)逐漸增大,到跳閘后的6個周波時就已經達到了34.67 V,且仍在不斷增大,最后達到了104 V(估算值),且由正弦波變成了平頂波,此時間段為660 ms。
(3) 從對端B相重合到再次跳閘,且為三相跳閘,此時間段為180 ms,9個周波,B相電流表現為沖擊形態(tài)且畸變,第 一個峰值估計高達31 A,其余各周波均不超過17 A,這是發(fā)電機承受負序的第二階段。
(4) 從對端三跳后至線路試送前,此間隔達10 min,因機組為無刷勵磁方式,滅磁過程相對較長,B相電壓存留了一段時間。
(5) 從對端線路試送至跳閘,此時間段為180 ms,9個周波,B相電流開始時偏軸,與穩(wěn)態(tài)短路電流波形相似,后逐漸恢復,從起始的15.04 A逐漸變?yōu)?SPAN lang=EN-US>6個周波后的
10.34 A。這是發(fā)電機承受負序的第三階段。
在本次事故中發(fā)電機承受的負序時間累計
440 ms,
22周波左右。
3 事故教訓
(
1) 因無人監(jiān)盤,故而未能觀察到表計的具體變化,失去了最初用以判斷故障的現象。
(
2) 因開關拉桿部位出現問題,而整個液壓機構動作完全正常,分、合指示也完全正常,所以運行及檢修人員在就地檢查后均認為開關三相開斷良好,非全相保護也因此未能啟動,而后對端單相重合閘又不成功,這些假象又使人誤判斷為線路故障。
(
3) 因機組
UPS失電,發(fā)電機負序能力表的負序累計值消失,使發(fā)電機承受的負序沒有一個確切的數值,無法準確判斷發(fā)電機承受負序損害的程度,同時也使當時的事故判斷失去了一個重要佐證。
(
4) 因機組
UPS失電,造成故障錄波器內數據排列混亂,沒能將當時的數據打印出來,延誤了對事故的分析判斷。由于未能及時向中調提供準確有用的信息,致使對端線路試送時,主變及發(fā)電機又遭受了一次沖擊,而這次沖擊本可以避免的。
4 非全相故障的表現及處理方法
非全相故障,分為缺一相和缺二相
2種基本類型;故障時又可分為合閘時和分閘時
2種;按主變中性點運行方式來說,又分為接地和不接地
2種。
故障的具體表現是由缺幾相和主變中性點接地方式決定的,而故障發(fā)生時的運行方式則決定著處理事故的具體方法。
4.1 非全相故障的表現
(
1) 缺一相。
A、
B、
C三相中如果出現某一相斷開,無論主變中性點是否接地,發(fā)電機側都表現為某一相電流最大,其它兩相電流相同。對于發(fā)變線組而言,線路故障相的電流為零。如果主變中性點接地,則流過的電流為
3I0,超出另兩相電流。如果不接地,則出現零序電壓,但不太高。
(
2) 缺兩相。
A、
B、
C三相中如某一相未斷開,且主變中性點接地,發(fā)電機側則會出現某一相電流為零。對于發(fā)變線組而言,線路故障相仍有電流,其它兩相為零,故障相電流全流過中性點;如果中性點不接地,則發(fā)電機和線路三相均無電流,但中性點將超壓。
4.2 非全相故障的處理方法
(
1) 出現非全相故障時,如果非全相保護正確動作,則按跳機后進行處理。
(
2) 若非全相保護未動,而失靈保護動作時,對于母線式則停掉一條母線,對于單元式則遠跳對端變電站。
(
3) 如果并列時發(fā)生非全相故障,立即解列。
(
4) 如果在發(fā)電機先解列時發(fā)生非全相開斷,若是一相斷開,可立即試合一次。仍不行時,應立即調整勵磁電流,使發(fā)電機電流維持在最小。此時機組必須維持在額定轉速,并通知檢修立即處理,同時匯報中調。處理不了時,緊急斷開上一級開關。
(
5) 如果在發(fā)電機先解列時發(fā)生兩相斷開,可立即再手拉一次。無效時,立即調整勵磁電流,使發(fā)電機電流維持在最小值。此時機組必須維持在額定轉速,并通知檢修立即處理,同時匯報中調。處理不了時,緊急斷開上一級開關。
(
6) 汽機先打閘電聯跳時,出現非全相故障,只能立即匯報中調,緊急斷開上一級開關。