杜耀明

（武鄉(xiāng)和信發(fā)電有限公司，山西 長治 046300）

2009-03-13，某電廠的1號主變壓器高壓側(cè) C相引線因為大風刮起的雜物造成對地(空冷島擋風墻)放電，主變差動保護動作跳閘，機組停運。由于廠用電快切裝置沒有動作，停運機組廠用電全失，所幸所有直流油泵、保安電源的柴油機組正常啟動，再加上運行人員處置得當，未造成嚴重的設備損壞。但是，鍋爐的引風機、送風機、給水泵、汽機的凝結水泵失電以及大量閥門、擋板的短時失電，給事故處理造成極大困難，汽水系統(tǒng)遭受了比較大的沖擊，并造成局部超壓和部分管道支吊架損壞，致使9h后機組才重新并網(wǎng)。廠用電失電可能造成非常嚴重的后果，因此是反措重點防范的事故。

1 電氣系統(tǒng)接線

該廠電氣系統(tǒng)主接線具有一些特殊性，升壓站只有500kV一個電壓等級，高壓母線采用3/2接線方式，2臺主變壓器和1臺廠用備用變壓器的高壓側(cè)以及2回出線都與500kV母線相連。雖然這種接線方式下廠用電系統(tǒng)的安全性相對較差，但考慮到升壓站全部失電畢竟是小概率事件，而且由于附近沒有110kV和220kV變電站，專門遠距離接入1回廠用電備用電源的投資費用又太高，所以采用了現(xiàn)在的設計方案。

2 廠用電失電原因和快切裝置動作邏輯分析

該廠的廠用電快切裝置采用的是深圳某廠家的產(chǎn)品，型號為SID-8 BT,裝置投運以來一直工作正常。故障發(fā)生時，整個500kV系統(tǒng)的C相電壓嚴重降低，只有額定值的11.4%。而快切裝置判斷備用電源是否正常的電壓監(jiān)視器電壓正好取自C相，所以裝置判斷備用電源消失，閉鎖了事故切換功能。裝置閉鎖的理由似乎相當充分，但是從故障錄波器記錄的波形(見圖1)分析，卻值得商榷。

由圖1可知，主變高壓側(cè)C相接地發(fā)生在0s，主變的2套差動保護分別在17.5Ms和18.5Ms時動作；主變高壓側(cè)2個開關分別在33.5Ms和35Ms時斷開，切除了故障點；備用變高壓側(cè)C相電壓在52.6Ms時恢復到正常水平。10kV廠用母線的2個工作進線開關在60.5Ms和61Ms時斷開，根據(jù)串聯(lián)切換的原則，這才是備用電源進線開關合閘的時機，而此時備用電源其實已經(jīng)恢復正常。備用進線開關為什么不合閘，是因為切換裝置設置了這樣的邏輯：如果裝置判斷備用電源失電，則閉鎖切換，只有人工復位，才能進行下一次切換。

如果一個電廠的廠用電備用電源與主機出線不在同一電壓等級，這個邏輯存在的問題并不明顯。因為在高電壓等級的系統(tǒng)中，單相故障占到電氣故障的絕大多數(shù)，再考慮到2個電壓等級間聯(lián)絡變壓器的阻抗和星三角轉(zhuǎn)換的影響，主系統(tǒng)單相故障、機組跳閘時，備用電源的電壓能夠維持在一個較高水平，保證廠用電切換正常。此外，如果僅是備用電源系統(tǒng)發(fā)生故障，閉鎖切換也不存在太大問題。因為主機系統(tǒng)在備用電源系統(tǒng)故障期間發(fā)生故障并要求切換廠用電的幾率很低，運行人員可以盡快調(diào)整備用電源系統(tǒng)的運行方式，恢復備用電源。但是，對于廠用電備用電源與主機出線接在同一電壓等級的系統(tǒng)來說，閉鎖切換就意味著廠用電失電不可避免。

3 改進建議

為了防止同類事故的發(fā)生，對于升壓站只有一個電壓等級或者主機出線系統(tǒng)與備用電源系統(tǒng)電氣連接非常緊密的電廠來說，必須修改快切裝置的邏輯，主要是對備用電源消失閉鎖快切的邏輯進行修改?？烨醒b置判別備用電源失電時，應該閉鎖切換功能，而電氣故障造成備用電源瞬時電壓降低并很快恢復時，裝置應能即時復位，保證切換成功。

4 改進方案

由于快切裝置閉鎖后不能自動復位，廠家結合用戶建議提出了改進方案，設計了一個程序，引入“低壓閉鎖確認時間”和“正常電壓確認時間”2個參數(shù)。具體邏輯是：當備用電源失壓時，不立即閉鎖快切，而是根據(jù)失電時間進行判斷。當失電時間達到“低壓閉鎖確認時間”，則認為備用電源確實永久失電，裝置就閉鎖快切；如果失電時間沒有達到“低壓閉鎖確認時間”，備用電源已經(jīng)恢復，則裝置不再閉鎖，“正常電壓確認”啟動計時，達到“正常電壓確認時間”，則裝置就認為備用電源確實已穩(wěn)定，開始切換。這2個時間都是在0～9.99s內(nèi)可調(diào)，調(diào)整步距10Ms，定值由用戶確定。在綜合分析廠用電可靠性、運行操作時間、可能的電氣故障切除時間等諸多因素后，電廠技術人員確定“低壓閉鎖確認時間”取5s，“正常電壓確認時間”取10Ms。這樣，如果發(fā)生發(fā)變組掉閘同時廠用備用電源永久失電的故障，則5s后裝置閉鎖，運行人員按機組廠用電全失處理，快切裝置不會出現(xiàn)誤動。如果發(fā)生發(fā)變組掉閘同時廠用備用電源瞬時低壓的故障，就像這次事故那樣，則裝置在0s啟動“低壓閉鎖確認時間”，到52.6Ms時，備用電源恢復正常水平，裝置不再閉鎖，而開始“正常電壓確認時間”；10Ms后，備用電壓仍正常，則裝置執(zhí)行切換，不會影響廠用電動機群的自啟動。

本方案已經(jīng)在現(xiàn)場實施，功能試驗正常。