長(zhǎng)安益陽(yáng)發(fā)電有限公司檢修部 李德山
#2發(fā)變組電壓切換板故障原因分析
長(zhǎng)安益陽(yáng)發(fā)電有限公司檢修部 李德山
【摘要】本文簡(jiǎn)單介紹了2011年6月某電廠#2機(jī)發(fā)變組二次回路進(jìn)行檢查過程中發(fā)現(xiàn)的電壓切換板故障問題。通過分析電壓切換的作用及原理、具體的電壓切換試驗(yàn),判斷出電壓切換板故障的原因所在,并針對(duì)此次故障提出應(yīng)該采取的防范措施以及以后運(yùn)行過程中應(yīng)該注意的問題。
【關(guān)鍵詞】電壓切換;作用及原理;試驗(yàn);防范措施
2011年6月,某電廠#2機(jī)組進(jìn)行C修,在對(duì)220KV系統(tǒng)電壓變送器的校驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)電壓端子A720和N600之間有燒糊跡象。由于該電壓取自發(fā)變組電壓切換箱并且涉及到發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)以及線路保護(hù),故決定對(duì)與A720有關(guān)的電壓回路進(jìn)行系統(tǒng)地檢查。由于當(dāng)時(shí)線路正在運(yùn)行且保護(hù)裝置沒有任何異常,故檢查的重點(diǎn)放在了發(fā)變組。目的就是通過檢查回路和試驗(yàn)來判斷整個(gè)二次回路是否存在故障點(diǎn),設(shè)備能否繼續(xù)正常運(yùn)行。
1.電壓切換的作用
對(duì)于雙母線系統(tǒng)上所連接的電氣元件,在兩組母線分開運(yùn)行時(shí)(例如母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開),為了保證其一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的電壓保持對(duì)應(yīng),以免發(fā)生保護(hù)或自動(dòng)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng),要求保護(hù)及自動(dòng)裝置的二次電壓回路隨同主接線一起進(jìn)行切換。
2.電壓切換的原理
電壓切換主要是用隔離開關(guān)兩個(gè)輔助觸點(diǎn)去啟動(dòng)電壓切換中間繼電器,利用其觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電壓回路的自動(dòng)切換。其核心元件就是電壓切換中間繼電器(雙位置繼電器YQJ),如圖1所示。
圖1 電壓切換的原理圖
雙位置繼電器YQJ是一個(gè)具有兩個(gè)線圈YQJ1和YQJ2的繼電器,YQJ1由隔離開關(guān)的常開觸點(diǎn)控制,YQJ2由隔離開關(guān)的常閉觸點(diǎn)控制,YQJ觸點(diǎn)由YQJ1和YQJ2的受勵(lì)情況決定。如圖1中,當(dāng)線圈YQJ1失磁,而線圈YQJ2被勵(lì)磁時(shí),繼電器YQJ的常開觸點(diǎn)保持不變;當(dāng)線圈YQJ2失磁,而線圈YQJ1被勵(lì)磁時(shí),繼電器YQJ的常開觸點(diǎn)將閉合。當(dāng)YQJ1和YQJ2同時(shí)失磁或者同時(shí)被勵(lì)磁時(shí),YQJ的觸點(diǎn)將保持原來的狀態(tài)不變。換句話說,只有線圈YQJ1和YQJ2同時(shí)改變受勵(lì)情況(也就是隔離開關(guān)的兩個(gè)輔助觸點(diǎn)同時(shí)改變)時(shí),繼電器YQJ的觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作。
下面就拿圖1中隔離開關(guān)掛在I母、掛在II母及不掛任何母線三種情況下A相電壓經(jīng)切換后的輸出電壓進(jìn)行分析。圖中A721取自第一組TV(即I母電壓),A723取自第二組TV(即II母電壓),A720為切換后的輸出電壓。當(dāng)隔離開關(guān)掛在I母時(shí),由于隔離開關(guān)1G動(dòng)作,其常開、常閉輔助觸點(diǎn)均會(huì)變位,對(duì)應(yīng)的1YQJ2將失磁,而1YQJ1將被勵(lì)磁,在電壓切換回路中雙位置繼電器1YQJ的常開觸點(diǎn)將閉合。由于隔離開關(guān)2G沒動(dòng)作,其常開、常閉輔助觸點(diǎn)均保持不變,對(duì)應(yīng)的2YQJ1保持原來的失磁狀態(tài),2YQJ2保持原來的受勵(lì)狀態(tài),在電壓切換回路中雙位置繼電器2YQJ的常開觸點(diǎn)不動(dòng)作。這樣A720所輸出的電壓即為A721處的電壓即I母電壓。同理,當(dāng)隔離開關(guān)掛在II母時(shí),A720所輸出的電壓則為A723處的電壓即II母電壓。當(dāng)隔離開關(guān)不掛任何母線時(shí),由于1G和2G都沒動(dòng)作,它們的輔助觸點(diǎn)均不會(huì)變位,1YQJ和2YQJ的常開觸點(diǎn)均保持?jǐn)嚅_,A720所輸出的電壓將為零。由以上的分析可看出,電壓經(jīng)過切換后,滿足了一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的電壓保持對(duì)應(yīng)的要求。
切換后的輸出電壓(A720、N600)除了供給220KV系統(tǒng)電壓變送器用之外,還有一個(gè)重要用途就是供給同期裝置系統(tǒng)電壓。由于涉及到#2機(jī)組的并網(wǎng)問題,故決定對(duì)整個(gè)電壓回路進(jìn)行檢查試驗(yàn),以確保設(shè)備正常運(yùn)行。
整個(gè)檢查試驗(yàn)分三部分進(jìn)行:
1.母線PT出口至電壓切換箱的輸入之間的回路。當(dāng)時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)網(wǎng)控線路保護(hù)沒有任何異常,且PT二次空開沒有跳開,故可判斷PT出口至網(wǎng)控段回路完好。進(jìn)一步用萬用表測(cè)得進(jìn)電壓切換箱前的采樣電壓A630、A640對(duì)N600均為60V,故可判斷母線PT出口至電壓切換箱之間的回路完好。
2.電壓切換輸出至同期裝置和變送器之間的回路。用萬用表測(cè)量切換后輸出電壓A720、N600電壓為零;用通斷方法測(cè)得電壓切換輸出至同期裝置和變送器之間的回路正確,無斷開和寄生回路;用搖表測(cè)得回路絕緣合格。故可判斷電壓切換輸出至同期裝置和變送器之間的回路完好。
3.電壓切換箱中的切換回路。將電壓切換的輸入電壓外部端子線A630、A640和N600甩開并包扎好,以防止試驗(yàn)對(duì)正在運(yùn)行運(yùn)行的電壓回路產(chǎn)生沖擊。送上電壓切換箱的工作電源,模擬隔離開關(guān)掛I母狀態(tài),在端子A630、N600處加試驗(yàn)電壓60V,并斷開1G的常閉觸點(diǎn),短接1G的常開觸點(diǎn),測(cè)得切換輸出電壓A720、N600電壓為零。故可判斷電壓切換回路有問題。退出試驗(yàn),將電壓切換板拔出后發(fā)現(xiàn)電壓切換板已被燒壞,如圖2所示。圖中燒糊處即為故障點(diǎn),燒斷的銅薄即雙位置繼電器的輸出觸點(diǎn)回路。
圖2
從切換板的故障情況看,能使銅薄燒斷的原因只有一個(gè),那就是有大電流通過。結(jié)合220KV系統(tǒng)電壓變送器電壓端子A720和N600之間有燒糊跡象這一現(xiàn)象分析,在端子A720和N600處曾經(jīng)發(fā)生過金屬性或者非金屬性短路。但從另一現(xiàn)象看,PT二次空開沒有跳開,而直接燒壞切換板,考慮到該板子已運(yùn)行6年有余,電子元件長(zhǎng)期帶電容易使絕緣受損,說明切換板的絕緣已經(jīng)老化。
由上述分析可知,端子A720和N600處發(fā)生短路是切換板燒壞的直接原因,切換板的絕緣老化是故障的主要原因。
鑒于電壓切換板的重要性,為了防止板子故障影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行,針對(duì)此次故障,有必要采取以下防范措施:
1.定期對(duì)切換板進(jìn)行絕緣、電壓沖擊試驗(yàn)。
2.定期對(duì)完整的PT二次回路進(jìn)行絕緣檢查。
3.保持良好的室內(nèi)環(huán)境溫度和濕度。因?yàn)檫^熱容易使元件老化,濕度太高是發(fā)生非金屬性短路的原因之一。
4.保證完好的安措制度。例如,在隔離開關(guān)操作過程中,要保證雙位置繼電器復(fù)位后再斷開繼電器的工作電源。否則,很可能發(fā)生隔離開關(guān)不掛任何母線時(shí)由于雙位置繼電器保持原態(tài)使本該為零的切換后輸出電壓帶電。這樣很容易導(dǎo)致工作中發(fā)生金屬性短路。
電壓切換回路是一個(gè)重要回路,它的故障不僅會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無法并網(wǎng),電壓顯示不正確,還可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作,嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以針對(duì)電壓切換回路制定完好的工作制度和定期對(duì)回路的檢查試驗(yàn)都是必須的,因?yàn)橥旰玫墓ぷ髦贫仁潜苊夤收习l(fā)生最直接的辦法,而試驗(yàn)則是檢驗(yàn)設(shè)備和回路完好正確的最有效的辦法。
作者簡(jiǎn)介:
李德山(1981—),男,廣西桂林人,2003年6月畢業(yè)于鄭州電力高等專科學(xué)校,工程師,研究方向:電氣工程及其自動(dòng)化。