變壓器組高壓斷路器單相運(yùn)行故障分析與防止對(duì)策

付元中

徐州華鑫發(fā)電有限公司 江蘇 徐州 221000

引言

在我國(guó)社會(huì)不斷發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，社會(huì)對(duì)于電力能源具有了更高的需求，也因此使發(fā)電廠在我國(guó)得到了較多的建設(shè)。在電廠運(yùn)行當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生高壓斷路器單相運(yùn)行故障的情況，并因此對(duì)以及發(fā)電效果產(chǎn)生影響。對(duì)此，即需要能夠積極做好對(duì)策的把握，以科學(xué)措施的應(yīng)用避免故障問(wèn)題的發(fā)生。

1 案例分析

我國(guó)某電廠，某日在運(yùn)行當(dāng)中2號(hào)機(jī)發(fā)生停機(jī)操作，停機(jī)且聯(lián)跳主變高壓斷路器。因B相開(kāi)關(guān)拉桿折斷沒(méi)有跳開(kāi)，則因此使發(fā)電機(jī)單相運(yùn)行電流存在沖擊情況。其中，靜子電流在經(jīng)過(guò)多次擺動(dòng)后，達(dá)到表刻度的最大值，此時(shí)有功功率為0，主變中性點(diǎn)放電，動(dòng)下母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，元件全部跳閘。在此當(dāng)中，2號(hào)機(jī)中性點(diǎn)避雷器當(dāng)中的兩節(jié)發(fā)生損壞，轉(zhuǎn)子磁極引線發(fā)生變形情況，定子的接頭位置瀝青融化，中性點(diǎn)放電間隙發(fā)生燒損情況。有一日，在2號(hào)機(jī)開(kāi)機(jī)并列時(shí)，主變斷路器C相發(fā)生單相合閘情況，在完成并列之后，機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，主變中性點(diǎn)放電。當(dāng)該情況發(fā)生后，值班員及時(shí)進(jìn)行停機(jī)操作處理，在停機(jī)的同時(shí)聯(lián)跳主變斷路器，此時(shí)放電情況依然存在。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)主變C相開(kāi)關(guān)合閘情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)主變中性點(diǎn)爆炸后，發(fā)電機(jī)異常情況消失，經(jīng)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)阻尼線環(huán)位置存在過(guò)熱情況[1]。

2 故障分析

根據(jù)電力系統(tǒng)故障可以了解到，主變斷路器單相合閘是兩相斷線故障導(dǎo)致的。當(dāng)主變中性點(diǎn)不接地出現(xiàn)單相合閘情況時(shí)，因主變中性點(diǎn)對(duì)地電壓較高，則因此使中性點(diǎn)在放電間隙發(fā)生放電情況，對(duì)地阻抗下降至0。根據(jù)計(jì)算可以了解到，此時(shí)負(fù)序電流同正序電流值相等，最大正序電流為額定電流的1.93倍。當(dāng)電機(jī)經(jīng)過(guò)正序電流時(shí)，同步力矩則能夠保證系統(tǒng)能夠同發(fā)電機(jī)保持同步。在此當(dāng)中，負(fù)序電流形成的功率則將以發(fā)熱形式在勵(lì)磁繞組以及靜子繞組位置消耗，以此使發(fā)電機(jī)遭受到嚴(yán)重的危害[2]。

當(dāng)電機(jī)經(jīng)過(guò)變壓器某相同電網(wǎng)進(jìn)行連接，但中性點(diǎn)沒(méi)有接地時(shí)，則缺少同步力矩。此時(shí)，發(fā)電機(jī)功率同原動(dòng)機(jī)輸入功率具有聯(lián)系。因原動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩?zé)o法保證電網(wǎng)同電機(jī)一致性，則將在此當(dāng)中形成頻率差，以此使中性點(diǎn)形成較高的過(guò)電壓對(duì)地放電，以此使中性點(diǎn)對(duì)地零序阻抗下降接近于零。兩側(cè)電流回路溝通，在單相電流作用之下，則使得電機(jī)測(cè)流過(guò)兩相電流，在正序分量的情況下使電機(jī)形成同步力矩，逐漸減少電網(wǎng)同發(fā)電機(jī)之間的頻率差。當(dāng)電弧熄滅之后，中性點(diǎn)對(duì)地阻抗將變?yōu)闊o(wú)窮大，此時(shí)電網(wǎng)同發(fā)電機(jī)無(wú)法保持同步，在經(jīng)過(guò)該種循環(huán)之后，無(wú)法消除故障，進(jìn)而導(dǎo)致母線跳閘以及避雷器爆炸事故的發(fā)生。

3 應(yīng)對(duì)方式

為了避免斷路器發(fā)生單相合閘故障問(wèn)題，則需要能夠在日常工作當(dāng)中強(qiáng)化對(duì)于設(shè)備的檢修維護(hù)工作，保證其能夠得到可靠的動(dòng)作，從操作方式角度避免其發(fā)生事故問(wèn)題。當(dāng)在主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)單相合閘位置發(fā)生主變中性點(diǎn)接地情況時(shí)，則將在發(fā)電機(jī)側(cè)形成具有穩(wěn)定特征的兩相電流，其正序分量能夠保證系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)的同步運(yùn)行。對(duì)此，則需要能夠在發(fā)電機(jī)開(kāi)機(jī)以及停機(jī)當(dāng)中做好以下步驟的使用，以此避免發(fā)生非全相事故進(jìn)一步擴(kuò)大的問(wèn)題：第一，在開(kāi)機(jī)之前，需要能夠做好主變中性點(diǎn)的投入，在并列之后，需要根據(jù)實(shí)際需求切除主變中性點(diǎn)；第二，在停機(jī)之前，需要能夠先將主變中性點(diǎn)投入，之后解列開(kāi)關(guān)，避免在停機(jī)操作當(dāng)中使用手聯(lián)跳主變高壓斷路器方式，避免斷路器在發(fā)生非全相跳閘事故后，因形成較大的正負(fù)序電流而減弱有功以及無(wú)功功率，在減到空載之后解列開(kāi)關(guān)而停機(jī)；第三，當(dāng)高壓斷路器單相合閘故障問(wèn)題發(fā)生之后，如機(jī)組具有低壓分支線開(kāi)關(guān)的設(shè)置，則可以將系統(tǒng)與低壓開(kāi)關(guān)速并列，以對(duì)稱的方式運(yùn)行，之后對(duì)非故障開(kāi)關(guān)進(jìn)行串聯(lián)解列處理。如機(jī)組不具有抵壓分支線開(kāi)關(guān)，則可以直接在系統(tǒng)當(dāng)中通過(guò)串聯(lián)開(kāi)關(guān)的使用對(duì)故障開(kāi)關(guān)解列進(jìn)行替代[3]。

在該電廠進(jìn)行變停機(jī)操作時(shí)，在主變中性點(diǎn)投入，負(fù)荷調(diào)至零解列之后，斷路器發(fā)生了C相拒分故障問(wèn)題。在投入主變中性點(diǎn)的情況下，則能夠保證電網(wǎng)同點(diǎn)擊始終保持同步，此時(shí)，值班員對(duì)發(fā)電機(jī)分支線開(kāi)關(guān)進(jìn)行應(yīng)用，從13.8V側(cè)同電網(wǎng)并列，以此使電機(jī)恢復(fù)到三相對(duì)稱的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中。通過(guò)上述措施的應(yīng)用，則能夠避免開(kāi)關(guān)非全相所導(dǎo)致設(shè)備的損壞問(wèn)題。同時(shí)，也需要能夠在二次回路上做好措施的應(yīng)用，以此實(shí)現(xiàn)非全相事故的控制。

在斷路器實(shí)際操作當(dāng)中，在并列以及解列處理之前，主變中性點(diǎn)都處于投入狀態(tài)，但在部分情況下，斷路器是在主變中性點(diǎn)斷開(kāi)情況下進(jìn)行的動(dòng)作，如聯(lián)鎖切機(jī)等。此時(shí)，如果發(fā)生單相開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的情況，則將進(jìn)一步擴(kuò)大事故發(fā)生范圍。對(duì)此，則可以在中性點(diǎn)放電間隙在LH回路做好過(guò)流保護(hù)的設(shè)置，當(dāng)保護(hù)發(fā)生動(dòng)作時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主變中性點(diǎn)的自動(dòng)投入。同時(shí)，機(jī)組強(qiáng)勵(lì)信號(hào)裝置、開(kāi)關(guān)發(fā)生非全相保護(hù)時(shí)，也是非全相故障提前發(fā)現(xiàn)的信號(hào)，需要能夠在此當(dāng)中強(qiáng)化監(jiān)視，以此最大程度將事故消滅在萌芽狀態(tài)當(dāng)中[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

斷路器是電網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中的重要組成部分，其運(yùn)行情況將直接關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。在上文中，我們對(duì)變壓器組高壓斷路器單相運(yùn)行故障分析與防止對(duì)策進(jìn)行了一定的研究。在實(shí)際工作開(kāi)展過(guò)程當(dāng)中，需要能夠?qū)υ擁?xiàng)工作形成充分的認(rèn)識(shí)，對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題采取措施充分做好分析，積極采取措施做好斷路器防護(hù)工作，以此最大程度保障斷路器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。