一起廠用電切換事故的分析及解決措施

胡振興，逯 靜，蘇 嬪

(西南電力設計院，四川 成都 610021)

一起廠用電切換事故的分析及解決措施

胡振興，逯 靜，蘇 嬪

(西南電力設計院，四川 成都 610021)

本文對一起廠用電公用段電源切換時發生的事故進行了分析，經過分析可見在并聯切換過程中，形成了發電機到220kV升壓站的高低壓電磁環網，從而造成了兩公用段進線開關跳閘。同時提示今后工程中，可針對目前火電機組發電小時不斷降低從而導致單機運行情況，適當調整方案以保證機組可靠性。

公用段；切換事故；快切；高低壓電磁環網。

1 事故經過

重慶SZ2×350 MW火力發電廠，每臺機組設置一臺40/20－20 MVA的高壓廠用變，兩臺機共設置一臺同容量的起動/備用變壓器，兩機共設兩段公用段01A、01B段，段間設聯絡開關，其兩回電源分別由工作1B、2B段提供，正常運行時聯絡開關打開，詳見圖1。

2015年4月24日，該廠＃2機停機，公用01B段電源原由2B段經起動/備用變壓器供電，運行人員擬合上公用段聯絡開關，將其電源切換為＃1機供電，見圖2。

在切換過程中，公用01A、01B段進線開關因電流過載均發生跳閘事故。

事故記錄電壓、電流波形見圖4，具體記錄數值如表1。

表1 第一次事故過程中電壓、電流數值變化

運行人員分析認為造成該事故原因是由起備變帶時公用01A、01B段間存在電壓差造成環流，從而使公用段的負荷電流在兩個進線開關間產生了大的分配，進而造成了事故。故制定了“6kV公用A、B段并聯倒換防范措施”，其措施主要目的是在切換前調整起動/備用變分接頭，使兩公用段間母線電壓差盡量小，切換完成后，再將起動/備用變分接頭調回。按該措施執行后，再次進行了切換。但該措施并未起到限制“環流”作用，如表2。

圖1 SZ電廠廠用電接線示意圖

圖2 切換前帶電情況

圖3 切換后帶電情況

圖4 切換過程電壓電流變化情況

表2 第2次事故過程中電壓、電流數值變化

從表2可見從合閘到開始電流一直在增大，過了5秒，過負荷保護動作引起跳閘。

2 事故分析

通常認為的廠用電兩回路環流只會導致兩并聯線路間電流發生重新分配，最大一個支路電流不會大于總的負荷電流，一個支路電流增大，另一個支路電流減小。而該起事故中，兩回電源進線電流都同時增大，且都增大到正常負荷電流的8倍以上，顯然與現場分析是不一致的。

對切換過程中電路情況進行簡單計算以進行分析。由于切換前后電壓變化不大，可認為兩公用段負荷電流基本不發生改變。即總電流僅有81+45=126A左右，而進線電流723A、652A遠大于該電流，可見進線電流增大的主要成分不是負荷電流，因此可略去負荷阻抗。按基爾霍夫定律可知潮流為從發電機流向公用段及起備變。簡化電路見圖5。

圖5 切換過程電路圖

經過標么值歸算后阻抗圖見圖6：

圖6 標么值電路阻抗圖

式中：I1、I2為公用段進線開關處電流；Sg為發電容量，Sg為352 MVA；Sgy為廠用及公用負荷，約為30 MVA。

可見切換過程中，＃1機高廠變、起動/備用變與＃1機主變回路形成了并聯回路，發電機部分功率經過高壓變—起動/備用變回路送到了220kV母線上，穩態時該電流將是正常負荷電流的16倍以上，將引起過負荷保護動作跳閘。并聯過程中電路實際形成了發電機到220kV升壓站的高低壓電磁環網。

3 解決措施

實際上，廠用電6kV工作段工作電源與備用電源切換過程中，高廠變和起動/備用變的短時并聯切換是普遍存在的，但均未反映過該問題。其原因分析是由于工作段上工作電源與備用電源間切換一般裝設了快切裝置，快切裝置一般可在0.3秒內完成切換，因此不及過負荷保護動作，切換已經完成。

該廠公用段電源切換原考慮為：故障時采用備自投裝置進行切換；正常倒閘時采用手動操作。手動操作過程中，合上聯絡開關后，運行人員還將觀察一段時間，正常運行后，才斷開起動/備用變電源，兩電源并聯時間較長，不能躲過過負荷保護的動作時間。根據以上情況，可考慮解決措施為在公用段間加裝快切裝置，由于快切一般可在0.3秒內完成切換，利用裝置切換時間短可解決此問題。具體修改如下，配置兩臺常規雙電源快切裝置，即公用01A段的進線開關和分段之間配置一臺，公用01B段的進線開關和分段之間配置一臺，裝置的啟動閉鎖邏輯為上級饋線開關的保護動作啟動快切；進線開關的保護動作閉鎖快切。

在分段和進線開關間設備快切裝置方案在越南YH工程中已有先例，采用的是NR的快切裝置。

4 思考和建議

SZ電廠采用的公用段接線，是國內工程較常采用的接線，正常時在兩臺機組正常運行時切換，是沒有問題的。該工程出現該問題，是由于單機運行時由起動/備用變壓器帶停機機組所接公用段切換造成的。針對此，本文提出以下思考和建議：

(1)對于這種接線可以考慮在進線開關和分段開關之間用快切裝置來替代以前的備自投。

(2)由于國內火力發電廠年運行小時在不斷降低，部分火力發電廠常長時間單機運行。此時對電氣設計也提出了一些新的要求，如主接線設計中一臺半接線按規范3串及以上時可不裝進出線隔離開關，但國內已有不少工程為避免長時間開環運行降低可靠性，后期改造增加了進出線隔離開關。

考慮長時間單機運行時，公用段接線可考慮采用圖7所示的接線。采用該接線時，公用段電源切換時互相之間基本沒有影響，不會有公用段切換失敗導致失去全部公用負荷的問題。單機運行時，由于公用段上負荷基本都是成對的，兩公用段可均單電源接在一臺機上，無需將起動/備用電源作公用段備用電源，減少了起動/備用變運行的可能，降低了運行費用。缺點是投資有所增加。

圖7 建議的公用段接線

[1]DL/T 5153－2014.火力發電廠廠用電設計技術規程[S].

Analysis and Solutions of an Accident of Auxiliary Power Supply Changeover

HU Zhen-xing,LU Jing,SU Ping
(Southwest Electric Power Design Institute,Chengdu 610021,China)

There is an accident during auxiliary power supply changeover. By analysis,it is concluded that a high and low electromagnetic loop network occurred between generation and switchyard. As though,it caused to trip of spare sections incoming breakers. It is concluded yet that in projects adjustments of scheme should be considered about the single unit operation due to reduction of power plants annual operation time.

spare sections; change over accident; fast cutting; high and low electromagnetic loop network.

TM753

B

1671-9913(2017)05-0036-04

2016-01-18

胡振興(1980- )，男，四川成都人，高級工程師，從事火力發電廠電氣設計和管理工作。