程永峰

(華電國際萊城發(fā)電廠,山東 濟(jì)南 271100)

1 事件經(jīng)過

某廠電氣接線如圖1所示。#1機(jī)組發(fā)變組保護(hù)A、B柜為南瑞公司RCS-985A型，雙重化配置，保護(hù)功能完全相同；C柜為RCS-974型非電量及輔助保護(hù)。并列裝置采用ZZQ-5型自動準(zhǔn)同期裝置，并列回路中還有手操盤、同期開關(guān)及控制按鈕HA。經(jīng)檢查確認(rèn)4臺機(jī)組手動和自動準(zhǔn)同期合閘回路均接在同步檢查繼電器TJJ常閉接點(diǎn)之后，同期閉鎖開關(guān)STK正常在投入位置，接點(diǎn)斷開。#1發(fā)電機(jī)同期裝置同期電壓系統(tǒng)側(cè)取自220 kV母線PT開口三角C相，N接地，待并側(cè)取自機(jī)端電壓的BC相，B接地。兩路電壓經(jīng)不同回路接至同步表ZTB、同步檢查繼電器TJJ、自動準(zhǔn)同期裝置[1]。

圖1 發(fā)變組一次接線圖

11月16日運(yùn)行人員執(zhí)行“#1發(fā)電機(jī)并列”操作票，執(zhí)行至18項(xiàng)“按下#1發(fā)電機(jī)‘自動同期合閘啟動按鈕’”時，發(fā)電機(jī)發(fā)出下列報警信號：誤上電保護(hù)動作、主汽門關(guān)閉、汽輪機(jī)跳閘。機(jī)組跳閘首出原因：發(fā)電機(jī)跳閘。發(fā)電機(jī)、主變?nèi)鏅z查、試驗(yàn)后，11月19日16:33機(jī)組并網(wǎng)，運(yùn)行正常。

2 設(shè)備檢查

(1)查看#1發(fā)變組保護(hù)裝置動作報告，顯示“誤上電保護(hù)II段動作”，動作延時45 ms，發(fā)電機(jī)機(jī)端故障二次電流IA為15.81 A，IB為14.26 A，IC為14.31 A，發(fā)電機(jī)二次額定電流為3.4 A。

(2)查閱故障錄波圖，根據(jù)波形分析，合閘前系統(tǒng)側(cè)電壓超前機(jī)端電壓44°，主變連接組別YnD-11，所以實(shí)際合閘瞬間系統(tǒng)電壓超前主變出口電壓74°。

(3)電科院專家協(xié)助分析故障原因及檢查設(shè)備的損害情況，確定進(jìn)行201開關(guān)動作特性試驗(yàn)、#1主變色譜分析、#1發(fā)電機(jī)拆頭做直流耐壓試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)排氫內(nèi)部檢查、#1主變壓器繞組變形試驗(yàn)、#1發(fā)變組同期裝置回路檢查。試驗(yàn)結(jié)果為：201開關(guān)動作特性正常，#1主變色譜分析合格，#1發(fā)電機(jī)拆頭做直流耐壓試驗(yàn)合格，#1主變壓器繞組變形試驗(yàn)合格，發(fā)電機(jī)內(nèi)部檢查無異常[2]。

(4)同步檢查繼電器TJJ型號DT-13/200，閉鎖角25°，校驗(yàn)合格。

(5)檢查同期合閘回路絕緣，正電源101I對地1.5 MΩ，合閘小母線1THM、2THM、3THM對地以及控制開關(guān)接點(diǎn)之間為500 MΩ。

3 原因分析

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過仔細(xì)分析，故障原因主要有以下幾個方面：

3.1 同步檢查繼電器未正確閉鎖

(1)第一次試驗(yàn)

11月16日6:00，共進(jìn)行三次假并列試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：

第一次：自動準(zhǔn)同期假并。按下“自動同期合閘啟動按鈕”后，自動準(zhǔn)同期假并正常。

第二次：手動準(zhǔn)同期假并。同步表轉(zhuǎn)至8點(diǎn)鐘位置時，按下“手動同期合閘按鈕”時，201開關(guān)立即合閘，此時繼電保護(hù)人員觀察：同步檢查繼電器TJJ未動作。

第三次：手動準(zhǔn)同期假并。同步表轉(zhuǎn)至6點(diǎn)鐘位置時，按下“手動同期合閘按鈕”時，201開關(guān)立即合閘，此時電氣檢修人員觀察：同步檢查繼電器TJJ仍未動作。查看故障錄波裝置顯示三次假并試驗(yàn)，合閘角為0°、70°、103°。

(2)第二次試驗(yàn)

11月19日6:00，共進(jìn)行二次假并列試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：

第一次：自動準(zhǔn)同期假并。按下“自動準(zhǔn)同期合閘啟動按鈕”后，自動準(zhǔn)同期假并正常。

第二次：手動準(zhǔn)同期假并。同期表在6：00時，按下并保持“手動準(zhǔn)同期合閘按鈕”，同期表過11:00(11:00 至12:00之間)后，201開關(guān)合閘，然后松開“手動準(zhǔn)同期合閘按鈕”，手動假并試驗(yàn)正常。在此期間，繼電保護(hù)人員在電子間觀察：同步檢查繼電器TJJ正確動作，閉鎖正常。

通過假同期并列試驗(yàn)，自動準(zhǔn)同期能夠正確發(fā)合閘脈沖，201開關(guān)正確合閘，同步表指示相角差正確，說明系統(tǒng)電壓、機(jī)端電壓至自動準(zhǔn)同期裝置和同步表正確。

通過多次模擬加電壓試驗(yàn),同步檢查繼電器均能正確動作。斷開接地點(diǎn)B600，切入系統(tǒng)電壓，模擬機(jī)端電壓加入100 V，測量同步檢查繼電器TJJ處系統(tǒng)電壓38 V，機(jī)端電壓7 V，TJJ仍能動作，閉鎖合閘回路，排除B600接地不良造成繼電器拒動因素。

因此確定只有同步檢查繼電器兩路電壓均未加入，才能造成同步檢查繼電器不能正確動作閉鎖。

多次加入模擬電壓和機(jī)組假同期并列試驗(yàn)，自動準(zhǔn)同期裝置均正確發(fā)“合閘”信號，且只有按下“自動準(zhǔn)同期啟動合閘按鈕”后，自動準(zhǔn)同期裝置方能上電，然后應(yīng)先進(jìn)行自檢、調(diào)節(jié)壓差、頻差符合條件后才能發(fā)出“合閘”信號，不存在按下“自動準(zhǔn)同期啟動”按鈕即發(fā)“合閘”信號的可能。

兩次手動假并，同步檢查繼電器TJJ未正確動作閉鎖：所有回路進(jìn)行了拆線檢查后，又重新進(jìn)行了接線，推測原端子排接線可能存在接觸不良或轉(zhuǎn)換開關(guān)接點(diǎn)接觸不良。

3.2 技術(shù)管理不嚴(yán)

在機(jī)組大小修后或同期裝置和回路檢修后，進(jìn)行手動假并列試驗(yàn)時，沒有同步檢查繼電器閉鎖動作情況，特別是并網(wǎng)條件不滿足時能否可靠閉鎖合閘。

3.3 操作不當(dāng)

16日和19日三次手動假并試驗(yàn)，特別是19日的手動假并試驗(yàn)時，按住并保持“手動準(zhǔn)同期合閘按鈕”，同期表過11:00后，并網(wǎng)條件滿足，同步檢查繼電器TJJ閉鎖功能解除，201開關(guān)才能合閘。結(jié)合16日手動假并不正常和同期回路所有設(shè)備檢查試驗(yàn)情況、以及事后操作人和監(jiān)護(hù)人對當(dāng)時執(zhí)行情況的回憶，可以推斷：在執(zhí)行機(jī)組并網(wǎng)操作票執(zhí)行第18項(xiàng)“按下‘自動準(zhǔn)同期合閘啟動按鈕’”時，誤按下“手動準(zhǔn)同期合閘按鈕”[3]，而此時應(yīng)該閉鎖的同步檢查繼電器沒有閉鎖，造成201開關(guān)合閘，發(fā)電機(jī)非同期并網(wǎng)。

4 改造措施

(1)為了避免發(fā)電機(jī)同步檢查繼電器TJJ兩路電壓都未接入時，其常閉接點(diǎn)開放合閘回路[4]，在#1～#4機(jī)組同步檢查繼電器TJJ系統(tǒng)側(cè)電壓線圈、機(jī)端電壓線圈處并接兩只靜態(tài)性過電壓繼電器YJ1、YJ2，額定電壓120 V，整定值70 V。當(dāng)同步檢查繼電器TJJ兩側(cè)電壓都正常接入時，YJ1、YJ2繼電器的常開接點(diǎn)接通，在發(fā)電機(jī)側(cè)和系統(tǒng)側(cè)電壓符合同期合閘要求時，發(fā)電機(jī)的同步檢查繼電器TJJ返回，常閉接點(diǎn)接通，才允許合閘(如圖2)。

圖2 同期電壓回路接線

(2)在發(fā)電機(jī)的同期合閘回路中加一個選擇開關(guān)SZK,SZK具有手動和自動兩種方式，防止誤操作。自動方式下可以安全地和手動合閘回路斷開，杜絕違章操作。(如圖3)。

圖3 #1、#2機(jī)組同期合閘回路

(3)在發(fā)電機(jī)同期并列操作屏的顯眼位置設(shè)置一組紅色燈，定義為“非同期閉鎖指示燈”，從立盤后的直流保險RD后方接入電源，將同步檢查繼電器TJJ的常開接點(diǎn)引至同期操作屏[5]，同步檢查繼電器TJJ動作閉鎖時，常開接點(diǎn)接通，點(diǎn)亮“非同期閉鎖指示燈”(如圖4)，同步檢查繼電器TJJ返回解除閉鎖時，“非同期閉鎖指示燈”熄滅。供運(yùn)行人員監(jiān)視同步檢查繼電器TJJ工作狀態(tài)。

圖4 非同期閉鎖指示燈

(4)在手動準(zhǔn)同期合閘按鈕上加裝保護(hù)罩，在手動并列時掀開才能操作。而明顯區(qū)別于自動準(zhǔn)同期合閘操作。

(5)機(jī)組大修或同期發(fā)電機(jī)升級改造后，必須進(jìn)行假同期并列試驗(yàn)。為了驗(yàn)證同期回路和閉鎖裝置的可靠性，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全角度手動準(zhǔn)同期合閘，確認(rèn)改造的可靠性。

(6)#1機(jī)組發(fā)電機(jī)在自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)時，在按下“自動準(zhǔn)同期合閘啟動按鈕QA”之前，檢查同步表與自動準(zhǔn)同期裝置發(fā)出合閘脈沖的一致性，監(jiān)視“非同期閉鎖指示燈”同期時點(diǎn)亮、非同期時熄滅。在相位角23點(diǎn)時按下“自動準(zhǔn)同期合閘啟動按鈕QA”，檢查發(fā)電機(jī)自動并網(wǎng)。

5 結(jié)束語

發(fā)電機(jī)并列回路經(jīng)過修改、完善后，在數(shù)次發(fā)電機(jī)并列過程中，都能順利并列。未再發(fā)生非同期并列的情況，切實(shí)保護(hù)了發(fā)電設(shè)備安全，保證了機(jī)組長久運(yùn)行。