30MW發(fā)電機組過電壓事故處理研究

張軼銘

摘 要：我國電力企業(yè)的發(fā)電機組運行過程中有一定概率出現(xiàn)解列停機的情況，造成機組出現(xiàn)過電壓事故。因此本文根據(jù)30MW發(fā)電機組出現(xiàn)的過電壓事故進行事故原因的分析，并根據(jù)事故原因?qū)?0MW發(fā)電機組進行相應(yīng)的整改措施，以此達到預(yù)防和避免發(fā)電機組出現(xiàn)過電壓事故的概率，保障發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：30MW發(fā)電機組;過電壓;事故處理;研究

前言：30MW發(fā)電機組出現(xiàn)解列停機狀況，發(fā)生過電壓事故后，為徹底解決發(fā)電機組過電壓事故的安全隱患問題，現(xiàn)對發(fā)電機組的事故原因進行查找，分析事故誘因后得出結(jié)論為，發(fā)電機組系統(tǒng)由于單相接地故障導(dǎo)致接地電流值增加，影響系統(tǒng)對出現(xiàn)過電壓的操作，并由于廠變絕緣水平不足而導(dǎo)致過電壓事故發(fā)生。

1.30MW發(fā)電機組事故原因分析

對30MW發(fā)電機組出現(xiàn)過電壓事故的原因分析可知，發(fā)電機的電氣運行和控制的重點便是勵磁系統(tǒng)，其和發(fā)電機組的運行穩(wěn)定性有著十分緊密的聯(lián)系，30MW發(fā)電機組的勵磁調(diào)節(jié)器的無功突變現(xiàn)象是造成過電壓事故的直接設(shè)備原因，由于30MW發(fā)電機組的勵磁調(diào)節(jié)器在系統(tǒng)頻繁的開啟和關(guān)閉大型用電設(shè)備時刻以及30MW發(fā)電機組開停機時刻容易發(fā)生無功突變的情況，而30MW發(fā)電機組位于低負(fù)荷區(qū)域，進行有功負(fù)荷變化情況較為頻繁，且變化幅度較大，在這種運行方式下，由于調(diào)節(jié)器本身性能不足，無法快速的對負(fù)荷變化進行跟蹤，出現(xiàn)滯后的現(xiàn)象。在有功功率變化速度較快時，調(diào)節(jié)器輸出滯后情況較為嚴(yán)重，反復(fù)的大幅度輸出異常，造成了無功功率在短時間內(nèi)持續(xù)的增長或降低，持續(xù)的增長會使調(diào)節(jié)器出現(xiàn)過負(fù)荷跳閘的情況，而持續(xù)的下降則會造成30MW發(fā)電機組進相運行的情況。

在30MW發(fā)電機組進行開停機這種對機組而言較為重要的操作時，由于30MW發(fā)電機組的操作人員在配合方面沒有足夠的默契，需要機組人員進行實時的監(jiān)控調(diào)整，對機組的電氣參數(shù)變化情況進行密切的關(guān)注，機組操作人員對操作規(guī)程掌握程度不足，沒有統(tǒng)一的操作指揮人員，操作人員的專業(yè)技術(shù)水平標(biāo)準(zhǔn)不足，這些因素均是30MW發(fā)電機組發(fā)生過電壓事故的操作原因。

由于30MW發(fā)電機組在低負(fù)荷區(qū)間運行時產(chǎn)生的有功變化波動值較大，汽機的油動機出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，造成了機組負(fù)荷不穩(wěn)定現(xiàn)象，使得發(fā)電機負(fù)荷出現(xiàn)不斷變化，這一情況是由30MW發(fā)電機組設(shè)備自身的特性所致。因此，通常來講不建議大型發(fā)電機組在低負(fù)荷功率區(qū)間進行長時間的運行[1]。

30MW發(fā)電機組系統(tǒng)進行頻繁的大型用電設(shè)備的啟停，會使發(fā)電機出現(xiàn)有功和無功的負(fù)荷變化，而發(fā)電機組在系統(tǒng)中占比較大，二者之間的任何狀況都會互相產(chǎn)生較大影響。在發(fā)電機組由于各種因素出現(xiàn)調(diào)節(jié)器輸出異常時，瞬間增高的無功負(fù)荷造成電壓升高，但是沒有達到發(fā)電機組的過電壓警戒額度，因此沒有出現(xiàn)警報情況，運行人員不會發(fā)現(xiàn)有故障發(fā)生。但若升高的電壓連接的運行設(shè)備過電壓動作值低于升高的電壓值，便會造成設(shè)備的故障，產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)濟損失。

2.30MW發(fā)電機組事故處理整改措施

2.1增強運行人員專業(yè)知識水平

針對30MW發(fā)電機組容易出現(xiàn)的過電壓事故，電力企業(yè)應(yīng)從人員、設(shè)備、30MW發(fā)電機組操作規(guī)范以及操作流程方面進行加強教育，以此降低過電壓事故的發(fā)生頻率，扼殺事故的發(fā)生。電力企業(yè)的管理人員應(yīng)要求30MW發(fā)電機組運行人員進行發(fā)電機相關(guān)專業(yè)知識和技能的培訓(xùn)學(xué)習(xí)工作，加強運行人員的實際操作水平，并做好針對發(fā)電機組可能出現(xiàn)事故的應(yīng)急預(yù)案。在進行發(fā)電機組較為重要的操作時，運行人員應(yīng)及時和動調(diào)勤進行匯報，在發(fā)現(xiàn)機組參數(shù)改變超出標(biāo)準(zhǔn)值時，應(yīng)及時和檢修車間或動調(diào)勤進行聯(lián)系。在30MW發(fā)電機組進行開停機階段，應(yīng)有運行人員對其進行監(jiān)控，以便根據(jù)實際情況進行相應(yīng)調(diào)整。對于有功功率的變化問題，通常使用電壓調(diào)節(jié)模式進行解決。運行人員在對調(diào)節(jié)器默認(rèn)工作狀態(tài)進行選擇時，應(yīng)考慮手動調(diào)節(jié)的反應(yīng)會更加迅速。并且在進行升降操作時，應(yīng)和汽機和電氣進行溝通，使其同時進行相應(yīng)的調(diào)整。由于汽機的調(diào)速器存在自身性能缺陷，在負(fù)荷較低時，其有功功率會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，因此需要采取手動調(diào)節(jié)的方式才能將有功功率和無功功率的配比進行保障。

2.2選擇合理運行方式

對30MW發(fā)電機組進行電壓調(diào)節(jié)操作時，設(shè)備自身優(yōu)點為：反應(yīng)速度較快，滯后時間較短，但其也存在相應(yīng)缺陷，即在有功負(fù)荷頻繁變化時會造成調(diào)節(jié)器出現(xiàn)無功突變的情況，無功負(fù)荷會在幾秒內(nèi)變化1到2萬千瓦，進行手動調(diào)整的效果不明顯，易造成發(fā)電機出現(xiàn)過流、過壓或進相運行的情況。恒無功運行的方式相對穩(wěn)定，且運行效果良好，但是其運行條件為有功長時間的進行穩(wěn)定狀態(tài)的運行。恒功率因數(shù)的運行效果同樣很好，但是其在有功負(fù)荷較低時，對于變化的反應(yīng)速度較慢。經(jīng)綜合分析可知，30MW發(fā)電機組使用的勵磁調(diào)節(jié)器運行模式為：在機組有功功率達到6000kW以上逐漸穩(wěn)定后，對調(diào)節(jié)器的功率因數(shù)進行調(diào)整，并將運行方式變更為恒無功的運行方式，而當(dāng)機組有功功率低于6000kW時，便將運行模式切回電壓運行模式[2]。

2.3核對發(fā)電機組保護參數(shù)

在發(fā)電機組出現(xiàn)過電壓事故，經(jīng)維修人員進行修復(fù)并重新投入使用時，機組的操作人員應(yīng)對發(fā)電機的保護參數(shù)以及其它大型用電設(shè)備的重要負(fù)荷保護參數(shù)進行重新核定工作，使參數(shù)值符合機組實際運行情況，保護參數(shù)設(shè)計更為科學(xué)合理，避免機組再次發(fā)生類似過電壓事故。

2.4檢查廠變絕緣狀況

針對30MW發(fā)電機組的過電壓事故大多發(fā)生在機組廠變較高的低壓側(cè)端部，所以機組運行人員應(yīng)在對各個廠變軟組參數(shù)進行測量的基礎(chǔ)上，對廠變低壓側(cè)端部的絕緣部件的狀態(tài)進行細(xì)致的檢查和分析。通常來講，30MW發(fā)電機組的廠變低壓側(cè)端部的絕緣部件與銘牌上標(biāo)注的繞組參數(shù)相同，這便證明在變壓器的內(nèi)部不存在絕緣的問題，但是對變壓器外絕緣部件進行狀態(tài)檢查時發(fā)現(xiàn)其外部存在絕緣薄弱部位。絕緣薄弱部位之一便是30MW發(fā)電機組的廠變低壓側(cè)端部的絕緣部件的絕緣裕度不足，而廠變低壓側(cè)端部和鐵心夾件之間的最小間距為5厘米左右，且廠變低壓側(cè)端部使用的絕緣方式為普通絕緣帶纏繞，這種絕緣方式的最大問題便是絕緣帶層與層之間無法進行緊密的粘連，每層之間容易出現(xiàn)空氣孔隙，并且這種絕緣方式的使用會進一步縮小廠變低壓側(cè)端部和鐵心夾件之間的絕緣凈距，致使廠變低壓側(cè)端部和鐵心夾件之間的絕緣裕度進一步降低，影響30MW發(fā)電機組部件之間的絕緣性能。

2.5其它機組改進措施

對于30MW發(fā)電機組的實際情況提出的改進措施為：第一，將發(fā)電機的中性點連接的消弧線圈檔位進行下調(diào)（降低一檔）;第二，對于廠變高壓段連接電纜出現(xiàn)的過松情況，應(yīng)由維修人員對其進行修正，保障電纜連接的緊固性;第三，對30MW發(fā)電機組廠變端部的絕緣部件進行加固和強化，并對變壓器的端部進行重新處理，建議為將變壓器低壓方向的端部使用絕緣特性更為出色的絕緣護套或者熱塑管;第四，在有相應(yīng)條件的基礎(chǔ)上，增加變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的端部與鐵心夾件之間的距離;第五，為了防止30MW發(fā)電機組在未來運行階段出現(xiàn)其他系統(tǒng)故障以及方便在故障出現(xiàn)時，對故障的原因進行解決分析，建議在30MW發(fā)電機組系統(tǒng)的二次側(cè)進行故障錄波裝置的安裝[3]。

結(jié)束語：

綜上所述，發(fā)電機的電氣運行和控制的重點便是勵磁系統(tǒng)，其和發(fā)電機組的運行穩(wěn)定性有著十分緊密的聯(lián)系，這便要求發(fā)電機組的運行人員需要加強自身對發(fā)電機控制操作的理論學(xué)習(xí)，對現(xiàn)場的各種設(shè)備性能以及工作狀況進行熟悉了解，認(rèn)真分析出現(xiàn)的問題，將可能出現(xiàn)的事故扼殺在萌芽階段。

參考文獻：

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[3]梅業(yè)偉，劉學(xué)敏，孟曉龍，徐丹丹.海外油田小型燃?xì)廨啓C電站發(fā)電機繼電保護分析[J].電氣技術(shù)，2020，21（11）：76-78.