印度科瑞希那項(xiàng)目#2機(jī)組非同期事故分析及防范措施

（東方電氣集團(tuán)有限公司國(guó)際分公司，四川 成都 610036）

印度科瑞希那項(xiàng)目#2機(jī)組非同期事故分析及防范措施

蘆梅霞

（東方電氣集團(tuán)有限公司國(guó)際分公司，四川 成都 610036）

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)是發(fā)電廠的一項(xiàng)事關(guān)重大的操作，它直接涉及到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定及發(fā)電機(jī)的安全，本文針對(duì)印度科瑞希納項(xiàng)目2×660MW項(xiàng)目2#機(jī)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)發(fā)生的發(fā)電機(jī)非同期并網(wǎng)事故,分析事故發(fā)生的原因并提出避免同類事故發(fā)生的防范措施。

發(fā)電機(jī)；非同期；并網(wǎng)；分析；防范

發(fā)電機(jī)投入電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，必須完成一定的操作，這種操作稱為同期操作。發(fā)電機(jī)同期必須滿足三個(gè)條件：發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓一致；發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率相等；發(fā)電機(jī)相位與系統(tǒng)相位一致（相差角δ=0）。但是，如果發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)和電力系統(tǒng)電壓在大小、頻率和相位不同，就會(huì)發(fā)生非同期并網(wǎng)，非同期并網(wǎng)時(shí)存在不對(duì)稱現(xiàn)象，瞬間由于電壓的大小、方向不一致，導(dǎo)致并網(wǎng)時(shí)的“沖撞”，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成發(fā)電機(jī)定子線圈變形,扭彎、絕緣崩裂、線圈接頭處熔化等甚至使發(fā)電機(jī)損壞燒毀，端部變形。就印度科瑞希那項(xiàng)目2#機(jī)發(fā)電機(jī)非同期并網(wǎng)事故進(jìn)行分析。

1 事故起因

2016年4月，印度科瑞希納項(xiàng)目2#發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)，運(yùn)行人員按照相關(guān)正常操作，將手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至自動(dòng)后同期裝置剛上電，就聽到“砰”的一聲巨響，接著發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置跳閘。現(xiàn)場(chǎng)馬上安排做緊急停機(jī)、停爐操作，并派相關(guān)人員對(duì)該事故做了分析。

2 事故分析

（1）同期合閘回路原理分析。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的描述，后臺(tái)DCS選擇同期投入（DCS START接點(diǎn)接通），將手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至自動(dòng)后同期裝置剛上電，并網(wǎng)開關(guān)就合閘。由此可以排除同期裝置誤發(fā)合閘命令的可能。圖1所示為合閘回路接線圖，合閘回路接通要同時(shí)滿足以下三個(gè)條件：①自動(dòng)同期投入繼電器DTK11的（4，12）、（6，18）兩個(gè)接點(diǎn)同時(shí)接通。②手/自動(dòng)同期選擇開關(guān)DTK（3，4）接點(diǎn)接通。③合閘繼電器HJ的（1，9）、（2，10）兩個(gè)接點(diǎn)同時(shí)接通。DTK11繼電器在正常并網(wǎng)的情況下，在后臺(tái)DCS選擇同期投入（DCS START接點(diǎn)接通）后，將手/自動(dòng)同期轉(zhuǎn)換開關(guān)DTK置于自動(dòng)位置，DTK11繼電器動(dòng)作，DTK11繼電器對(duì)應(yīng)的常開接點(diǎn)都會(huì)相應(yīng)正常接通，同時(shí)同期裝置上電。即在同期裝置正常上電后，條件1、2都已經(jīng)滿足。由于條件③尚未滿足，故繼電器DTK和DTK11上電也不會(huì)動(dòng)作，如果HJ繼電器故障，則不會(huì)發(fā)生合閘信號(hào)。根據(jù)此次科瑞希那項(xiàng)目二號(hào)機(jī)并網(wǎng)情況，可以推斷出是繼電器端子間發(fā)生了外部短路。由繼電器動(dòng)作原理和現(xiàn)場(chǎng)繼電器銹蝕痕跡的情況，可以推斷出本次事故主要有3種端子短路的可能：a.合閘繼電器接點(diǎn)HJ的（1，9）、（2，10）由于外部原因?qū)е翲J-1和HJ-9接線柱和HJ-2和HJ-10接線柱同時(shí)發(fā)生短路；b.HJ-1與HJ-10接線柱直接發(fā)生外部短路；c.DTK11-4和DTK11-6接線柱外部短路（見圖1）。

圖1 合閘回路接線圖

（2）導(dǎo)致合閘繼電器接點(diǎn)短路的原因分析。由圖2所示繼電器HJ拆卸前的照片（左邊），該繼電器雖然外部發(fā)生了銹蝕。但現(xiàn)場(chǎng)電氣工程師對(duì)該繼電器進(jìn)行了初步檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果正常；后來現(xiàn)場(chǎng)人員又用繼電保護(hù)測(cè)試儀對(duì)拆下的兩個(gè)HJ和DTK11繼電器加220V直流電（HJ繼電器串聯(lián)5kΩ電阻），重新檢測(cè)所換下來的繼電器，結(jié)果顯示HJ與DTK11正常，且繼電器輔助接點(diǎn)表面光滑，動(dòng)作可靠。由此再次確認(rèn)這兩個(gè)繼電器發(fā)生短路的原因不是繼電器本身，而是在沒拆卸前外部原因?qū)е露俗娱g短路。

將圖2和圖3所示的拆卸前后的HJ繼電器（兩圖左側(cè)繼電器）比對(duì)，該繼電器拆卸前背板的積灰嚴(yán)重；但從拆卸后照片可以看出來，合閘繼電器1腳和固定柱與10腳和固定柱之間表面光潔，故HJ繼電器1腳和10腳之間發(fā)生短路的可能性比較小。而對(duì)于繼電器DTK11，不僅拆卸前的照片顯示積灰情況嚴(yán)重，而且拆卸后繼電器的DTK11-4與DTK11-6接線端子間有明顯流動(dòng)狀液體銹蝕的痕跡。若DTK11-4和DTK11-6之間發(fā)生短接，會(huì)觸發(fā)DTK11動(dòng)作，使DTK11-6和DTK11-18導(dǎo)通，整個(gè)合閘回路就會(huì)導(dǎo)通，導(dǎo)致不經(jīng)過同期裝置的判別而直接發(fā)出合閘信號(hào)。帶著這個(gè)思路，再來觀察圖3，在該圖中DTK11-4腳和DTK11-6腳之間的區(qū)域，存在明顯的銹蝕痕跡，而繼電器的殼體為非金屬制品，其本身在通常情況下不會(huì)被銹蝕。現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)拆卸下來DTK11繼電器塑料背板上的銹漬用250V兆歐表進(jìn)行絕緣檢查，在250V直流電壓下測(cè)試絕緣為0.04MΩ，基本上處于導(dǎo)通狀態(tài)。綜上所述可以推斷，引起此次印度科瑞希那項(xiàng)目2#機(jī)非同期事故是由于DTK11繼電器4和6號(hào)引腳之間的外部發(fā)生短路而引起，是由于繼電器外部有液體流入，且柱腳間的區(qū)域有明顯積灰而引起的，進(jìn)而導(dǎo)致在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)未經(jīng)同期裝置判別直接發(fā)出合閘信號(hào)，最終發(fā)生非同期并網(wǎng)的跳機(jī)事故。

圖2 拆卸前的HJ繼電器

圖3 拆卸后的繼電器

3 事故發(fā)生的原因及防范措施

（1）事故發(fā)生的原因。根據(jù)事故情況分析，造成繼電器DTK11繼電器4和6號(hào)接線端子短路的原因如下：①液體或潮濕的環(huán)境導(dǎo)致HJ和DTK11兩個(gè)繼電器外部及底部端子彈簧墊圈銹蝕，同時(shí)水、金屬氧化物及灰塵的混合液積累成為銹痕，形成了繼電器引腳間的短路。②發(fā)電機(jī)同期屏在并網(wǎng)之前應(yīng)進(jìn)行檢查和測(cè)試，確認(rèn)設(shè)備正常后再投入使用。③設(shè)計(jì)上存在不完善的方面，印度科瑞希那項(xiàng)目發(fā)電機(jī)同期屏只設(shè)計(jì)了自動(dòng)同期ASS的閉鎖繼電器，并未設(shè)計(jì)手動(dòng)同期MSS的閉鎖繼電器。

（2）事故防范措施。針對(duì)該事故發(fā)生的原因，本人認(rèn)為，在發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)之前，應(yīng)該采取以下防范措施，以避免同類事故的再次發(fā)生：①?gòu)陌踩珯z查方面防范。② 對(duì)發(fā)電機(jī)同期屏柜孔位進(jìn)行封堵，屏柜內(nèi)部保持相對(duì)干燥。③并網(wǎng)之后斷開屏柜裝置電源，解列期間進(jìn)行日常檢查維護(hù)，保持盤柜內(nèi)包括繼電器、端子排裝置及接線端子排表面的潔凈，防止外部短路。④并網(wǎng)操作前應(yīng)檢查屏柜內(nèi)部元件及屏柜工作狀況，確保設(shè)備工作正常。⑤對(duì)電氣和熱工等盤柜進(jìn)行例行及長(zhǎng)期的巡檢，發(fā)現(xiàn)漏水、凝結(jié)水、小動(dòng)物便溺、積粉積灰的現(xiàn)象，及時(shí)采取措施。⑥對(duì)暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，杜絕因因暖通系統(tǒng)導(dǎo)致的漏水引起盤柜短路。⑦對(duì)于可能導(dǎo)致液體和粉塵進(jìn)入盤柜的其他原因繼續(xù)進(jìn)行調(diào)查，并采取防范措施。

（3）從技術(shù)方面防范。為避免發(fā)電機(jī)非同期事故發(fā)生，除了做好安全檢查方面的措施之外，技術(shù)方面也不容忽視，下面就從這方面進(jìn)行闡述。①自動(dòng)同期裝置與手動(dòng)同期裝置都應(yīng)安裝獨(dú)立的同期檢查閉鎖繼電器（TJJ），自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置與手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的出口回路均應(yīng)串接同期檢查閉鎖繼電器接點(diǎn)，以保證在同期裝置或運(yùn)行人員誤發(fā)合閘命令時(shí)閉鎖開關(guān)合閘指令，防止非同期合閘。而印度科瑞希那項(xiàng)目發(fā)電機(jī)同期屏只設(shè)計(jì)了自動(dòng)同期ASS的閉鎖繼電器，并未設(shè)計(jì)手動(dòng)同期MSS的閉鎖繼電器，故當(dāng)繼電器DTK11端子發(fā)生短路時(shí)，未啟動(dòng)同期裝置判別直接發(fā)出合閘信號(hào)，導(dǎo)致非同期并網(wǎng)。②同期檢查閉鎖繼電器的整定值應(yīng)根據(jù)設(shè)備承受并列合閘的沖擊電流進(jìn)行整定，原則上不應(yīng)超過±30°，一般整定為±20°以內(nèi)。③同期點(diǎn)合閘脈沖導(dǎo)前時(shí)間等于同期裝置發(fā)出合閘脈沖到斷路器合閘的全部時(shí)間，即應(yīng)綜合考慮斷路器本身固有的合閘時(shí)間、出口回路的動(dòng)作時(shí)間、出口重動(dòng)繼電器的動(dòng)作時(shí)間等環(huán)節(jié)。同期回路異動(dòng)后或出口開關(guān)更新后，除了實(shí)測(cè)開關(guān)的合閘時(shí)間，還應(yīng)進(jìn)行同期裝置的導(dǎo)前時(shí)間測(cè)試（需要拍波），以滿足開關(guān)的合閘時(shí)間與導(dǎo)前時(shí)間基本相近的要求。④同期系統(tǒng)的頻差（Δf）整定為±0.2Hz以內(nèi)。⑤同期系統(tǒng)電壓差（ΔU）的整定：500kV系統(tǒng)為額定電壓的±10%；220kV系統(tǒng)及以下為額定電壓的±20%以內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)印度科瑞希那2×660MW項(xiàng)目2#發(fā)電機(jī)非同期的分析，看出本次事故主要是由于并網(wǎng)前對(duì)設(shè)備的巡檢不到位，以及技術(shù)設(shè)計(jì)存在不夠完善而引起的。因此本文所提出的非同期并網(wǎng)的防范措施對(duì)于防范同類事故發(fā)生有一定的參考價(jià)值；此事件的發(fā)生表明，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員應(yīng)提升責(zé)任心，在并網(wǎng)前做好相關(guān)的檢查和檢驗(yàn)工作；設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)相關(guān)圖紙的時(shí)候，盡可能考慮更加全面，為降低事故發(fā)生打好基礎(chǔ)。

[1]中國(guó)華電集團(tuán)公司福建分公司.防止發(fā)電廠非同期并列事故規(guī)定.

[2]趙勝利，顏紅建.發(fā)電機(jī)非同期并網(wǎng)事故分析及處理對(duì)策.

TK32

A

1671-0711（2017）04（上）-0166-02