莫俊武

（江蘇華電儀征熱電有限公司，江蘇 揚(yáng)州 211400）

0 引言

在長期帶電運(yùn)行時機(jī)械電磁式繼電器容易發(fā)生不同程度的接觸不良，機(jī)械部件的輕微松動發(fā)生后接觸電阻在限值范圍以內(nèi)時繼電器仍能準(zhǔn)確動作，但嚴(yán)重的接點接觸不良不但影響機(jī)組的同期并網(wǎng)，同時也對機(jī)組一次設(shè)備安全造成影響。儀征熱電有限公司＃3燃機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)設(shè)備為南瑞的PCS-985B型綜合保護(hù)，同期設(shè)備為深圳國立智能的SID-2AS微機(jī)準(zhǔn)同期裝置，開機(jī)時發(fā)電機(jī)建立初始電壓后逐步升至額定轉(zhuǎn)速、額定電壓，準(zhǔn)同期裝置在檢測到并網(wǎng)條件滿足要求后，根據(jù)同期檢查繼電器TJJ的動作發(fā)出斷路器合閘指令。

1 故障發(fā)生經(jīng)過

2013年6月8日，＃3燃機(jī)按調(diào)度命令啟動，04：15左右，燃機(jī)達(dá)到3 000 r／min，檢查無異常后按照操作程序啟動勵磁調(diào)節(jié)器，以自動方式零起升壓，發(fā)電機(jī)電壓升至18 k V、＃3主變高壓側(cè)220 k V左右時，同期裝置啟動并網(wǎng)，＃3燃機(jī)發(fā)電機(jī)跳閘。經(jīng)檢查為發(fā)電機(jī)“誤上電”保護(hù)動作，查看歷史數(shù)據(jù)，跳閘時發(fā)電機(jī)電流最高達(dá)2 115.2 A，三相電流不平衡度超標(biāo)，構(gòu)成保護(hù)啟動條件。檢查一次設(shè)備及保護(hù)裝置無異常后，于05：34＃1 SFC順控啟動＃3燃機(jī)，05：48點火，06：03＃3機(jī)并網(wǎng)。

故障發(fā)生后對發(fā)電機(jī)、變壓器等一次系統(tǒng)檢查，對“誤上電”保護(hù)動作正確性進(jìn)行核算，經(jīng)過仔細(xì)檢查計算，一次設(shè)備沒有發(fā)現(xiàn)異常，二次設(shè)備定值無誤，動作正確，排除了一次設(shè)備故障及保護(hù)誤動的可能性。故障發(fā)生時各裝置的事件記錄數(shù)據(jù)如表1～3所示。

表1 ＃3燃機(jī)PCS-985B發(fā)電機(jī)保護(hù)記錄

表2 DCS跳閘瞬間＃3主變高壓側(cè)三相電流、發(fā)電機(jī)端電流、保護(hù)裝置電流

表3 ＃3機(jī)組故障錄波器錄波記錄

可以看出2013-06-08T04：18＃3燃機(jī)處于同期并網(wǎng)過程中，04：18：34＃3燃機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)“誤上電”保護(hù)動作跳閘。＃3燃機(jī)主變因“燃機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)動作”而聯(lián)鎖跳閘。跳閘瞬間＃3燃機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置檢測到A、B兩相電流均大于誤上電電流定值0.82 A，構(gòu)成保護(hù)啟動條件。A、B、C三相電流均大于斷路器閃絡(luò)相電流定值0.60 A，構(gòu)成保護(hù)啟動條件。三相電流不平衡度數(shù)值為（1.057 6－0.707 5）／［（1.057 6＋0.707 5）／2］≈0.397＝39.7%，電流不平衡導(dǎo)致負(fù)序和零序電流產(chǎn)生。計算負(fù)序電流為 A相1.057 6×0.866／≈0.529 A，B相0.434 A，C相0.354 A，三相負(fù)序電流均大于斷路器閃絡(luò)負(fù)序電流定值0.26 A，構(gòu)成保護(hù)啟動條件。計算零序電流為A相1.057 6／3≈0.352 5 A，B相0.289 3 A，C相0.235 8 A，A、B兩相零序電流均大于斷路器閃絡(luò)零序電流定值0.26 A，構(gòu)成保護(hù)啟動條件。將分析計算得到結(jié)果與定值單、圖紙核對確定各跳閘出口動作準(zhǔn)確，從而在裝置動作行為方面排除了保護(hù)誤動導(dǎo)致“誤上電”跳機(jī)。

進(jìn)一步從故障發(fā)生先后順序分析，主開關(guān)合后135 ms“誤上電”保護(hù)出口動作跳主開關(guān)，誤上電延時定值為0.10 s，兩者基本吻合。＃3燃機(jī)同期裝置合閘指令從18：33.939開始發(fā)出持續(xù)時間205 ms，在同期指令結(jié)束10 ms后的18：34.154主開關(guān)2603才起始合閘。查閱同期裝置定值單和廠家資料確定導(dǎo)前時間定值為100 ms，計算得到2603主開關(guān)滯后同期合閘時間（205＋10）－100＝115 ms，即主開關(guān)合閘時待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)電壓已偏離同期點。同期裝置允許頻差為±0.15 Hz，非同期合閘整步點偏移度計算值是［0.115／（1／0.15）］×3 600＝62.1，存在輕度非同期合閘現(xiàn)象。

2 原因分析

同期的三個條件是壓差、頻差在允許值范圍內(nèi)時應(yīng)在相角差φ為0時完成并網(wǎng)。壓差和頻差的存在將導(dǎo)致并網(wǎng)瞬間并列點兩側(cè)出現(xiàn)一定的無功功率和有功功率的交換，發(fā)電機(jī)對系統(tǒng)并網(wǎng)時的這種功率交換都具備相當(dāng)承受力。在并網(wǎng)過程中為了實現(xiàn)快速并網(wǎng)，需要考慮壓差和頻差的整定值限制，以平衡發(fā)電機(jī)并網(wǎng)速度、并網(wǎng)時相角差導(dǎo)致的機(jī)組損傷兩者間的利弊。因此，一個好的同期裝置應(yīng)確保在相角差φ為0時完成并網(wǎng)。

差頻并網(wǎng)時，特別是發(fā)電機(jī)對系統(tǒng)并網(wǎng)時，發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速在調(diào)速器的作用下不斷變化，因此發(fā)電機(jī)對系統(tǒng)的頻差不是常數(shù)。加上并列點斷路器還有一個固定的合閘時間t，同期裝置必須在零相差出現(xiàn)前的t時發(fā)出合閘命令，才能確保φ為0時完成并網(wǎng)?？梢钥闯龈餮b置精確的時間配合是非常重要的，而＃3燃機(jī)同期過程由于種種原因，合閘時間遠(yuǎn)超導(dǎo)前時間。通過觀察第二次開機(jī)過程中同期裝置的運(yùn)行情況，我們發(fā)現(xiàn)同期檢查繼電器TJJ接點的機(jī)械轉(zhuǎn)動部件存在問題，同期并網(wǎng)成功后，接點由于兩側(cè)帶電處于抖動狀態(tài)。

隨后，我們將同期檢查繼電器TJJ拆下進(jìn)行檢驗，發(fā)現(xiàn)動作值與設(shè)定值存在差別，動作準(zhǔn)確度下降。動作時接點接觸不穩(wěn)定，接觸電阻存在晃動且數(shù)值較大，使動作時間不準(zhǔn)確。最終確定為同期檢查繼電器TJJ故障導(dǎo)致了此次的“誤上電”跳機(jī)事件。

3 改進(jìn)措施

儀征熱電有限公司燃機(jī)同期檢查繼電器屬于機(jī)械轉(zhuǎn)動電磁式繼電器。由于初期同期裝置的運(yùn)行方式為繼電器兩側(cè)長期帶電，機(jī)組運(yùn)行時接點易抖動發(fā)生損壞。發(fā)現(xiàn)這種情況后參照廠家建議采取在并網(wǎng)后將同期屏WY轉(zhuǎn)換開關(guān)置于雙側(cè)無壓位置，斷開同期檢查繼電器TJJ電壓，機(jī)組并網(wǎng)時反之操作的運(yùn)行方式。經(jīng)統(tǒng)計，新的運(yùn)行方式采用至今，在相同的動作次數(shù)下，同期繼電器損壞周期變長，更換頻率降低。這種措施不僅提高了機(jī)組的并網(wǎng)成功率，也帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，繼電器屬于易耗品，其在長期頻繁的使用過程中逐步損壞，最終導(dǎo)致了跳機(jī)故障。我們在日常維護(hù)檢修中需要加強(qiáng)對此類事件的重視，做好易損備品件的準(zhǔn)備，通過對繼電器的使用統(tǒng)計做好狀態(tài)性檢修，在可能損壞前進(jìn)行更換，將事故消除在萌芽中。