如果发电机或一次系统出现异常运行,随时可 能导致设备停运、损坏,若处理不正确或不及时,容 易诱发运行事故。常见的异常运行情况包括发电 机或系统振荡、35 kV系统单相接地(允许运行40 min)、6 kV厂用系统单相接地(允许运行2 h)、发电 机转子一点接地等;运行事故包括发电机跳闸、母 线失压、厂用电失压、发电机失磁、转子两点接地 等。
当发电机或一次系统发生运行事故时,常出现 以下现象:
(1) 系统受到冲击,配电盘上电流、电压、功 率、周波等表计强烈摆动;发电机及同步电动机的强行励磁装置动作;厂用电部分负荷因低电压而跳 闸。
(2) 继电保护或自动装置动作,掉牌、光字信 号及蜂鸣器音响信号发出,部分断路器跳闸。
(3) 当电气设备发生故障时,可能出现电弧、 爆炸声和其他不正常声音。
(4) 现场有烟火,设备烧损、裂碎、变形、移位 喷油等不正常现象。
发电机或一次系统运行异常时,一般只出现以 上现象的前2种,而且报警信号非蜂鸣器音响发出, 而是警铃音响发出。 2 异常运行及事故原因
造成发电机或一次系统异常运行或事故的原 因通常可分为内因和外因,内因主要包括绝缘老 化,户外设备机械变形,电路触点由于金属氧化造 成接触不良等。外因主要包括相关设备故障越级, 保护误动,人员误操作,发电机及系统受到较大冲 击不能恢复至原来的平衡状态等;设备外力受损; 由于接地、过负荷引起过电流并产生电弧,导致设 备爆裂、喷油、烧毁;相间短路、线路断路等。常见 外因有相关设备故障越级、保护误动、人员误操作, 或发电机及系统受到较大冲击不能恢复至原来的 平衡状态。 3 运行事故处理原则及措施 3.1 事故处理原则及措施
发电机或一次系统发生的事故不同,则处理 方法及操作步骤也不相同。事故发生时,如果保护 动作或断路器跳闸,则事故的性质比较明确,值班 员按相应的程序进行处理即可。在事故处理过程 中,首先要保证人员安全;其次是保证事故不扩大, 同时保证设备安全;再次则要尽快恢复正常设备运 行,优先恢复厂用电源。具体操作步骤如下:
(1) 将对人员生命有直接威胁的设备停电。
(2) 将已损坏的设备停电。
(3) 运行中的设备有受损伤的威胁时,按规程 规定加以隔离。
(4) 母线失压时,将连接至母线上的开关断 开。
(5) 恢复全部或部分停电的厂用电源。
(6) 立刻解列强烈振荡至失步的发电机[3]。 3.2 并列运行的一组机组跳闸的处理措施
以并列运行的一组机组跳闸事故为例,说明其 处理措施。并列运行的一组机组跳闸,同时出现蜂 鸣器报警,故障机组断路器跳闸,断路器指示灯闪 烁、保护动作,光字牌发光等现象,可以判断事故性 质为发变组跳闸。发生此类事故时,首先要找出并 隔离故障点,然后按操作程序将发电机并入系统运 行。具体操作步骤如下:
(1) 发电机组跳闸后,应立即检查该机组的灭 磁开关是否联跳,如果没有联跳,则断开灭磁开关; 如果灭磁开关跳开,有可能是发电机由于失磁跳 机,需要对发电机的励磁机进行检查。
(2) 检查厂用电源是否能自投成功,如果自投 不成功,查看表计及保护,确认是否由于厂用电源 故障引起发电机组跳闸。如果是厂用电源发生故 障,要尽快查看保护的动作情况,消除故障点,恢复 厂用电源正常运行;如果不是厂用工作电源故障引 起跳机,但自投未成功,则手动合厂用备用电源开 关,以保证厂用电源工作正常。
(3) 检查发电机保护。如果是发电机外保护 引起发电机组跳闸,则需要隔离故障点,将发电机 并入系统;如果是发电机内部故障引起跳机,则就 地检查,确认故障点。
(4) 如果故障是由保护误动引起,则要将误动 设备尽快投入运行。
如果主接线为发变组单元接线方式,在发变组 跳闸时,若厂用备用电源自投未成功,则不允许手 动合厂用工作电源开关。如果发电机是经断路器 接三绕组变压器的接线方式,在发电机跳闸时,厂 用备用电源自投未成功,可手动合厂用工作电源开 关或厂用备用电源开关。
在处理事故时,还要做好其他机组的参数调整 工作,避免其受到影响而不能安全运行[4]。 4 异常运行的处理措施
在处理发电机或一次系统异常运行情况时,应 按照以下步骤进行。 4.1 判断故障性质,查找故障点
处理故障前,电气值班员只有对故障的性质及 故障点做出正确判断,才能保证故障处理正确。有 些故障的性质不同,但现象却相似。例如,发生系 统振荡时的现象(见表 1)与发电机单机振荡基本一 致,区别是发电机单机振荡时,振荡机组表计摆动严重,而其他机组的表计在其影响下跟随摆动;而 系统振荡时,并联运行的机组表计摆动一致。因此 在处理故障时,值班人员要保持冷静,同时要密切 分工、合作,才能快速正确地判断故障。
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表 1 发电机或系统振荡、发电机失磁、发电机转子两点接地时表计指示对比 |
(1) 迅速查看各异常指示的表计,它是值班员 查找故障点的主要依据之一。
(2) 及时查看保护动作及预警记录,它是值班 员处理故障的出发点。
(3) 查看预警光字牌,做好记录。
(4) 对相关设备就地进行详细检查,查看有无 发热、异味、冒烟等 4.1.2 注意事项
(1) 要将表计显示数值、光字牌及保护动作情 况结合起来考虑。例如:看到厂用电源保护屏亮起 “380 V厂用电源接地”光字,不一定是380 V厂用电 源接地,也可能是380 V厂用电源的直流控制电源 断线。这时,要通过表计来核实。查看厂用电压 表,看其指示值是否异常。如果三相电压中,一项 接近零,其他两相升高,才可以确定是380 V厂用电 源接地;如果电压表指示正常,则可以判定厂用电 源的控制回路开关跳闸。根据个别现象判断故障 性质,容易判断错误。
(2) 注意表计虚假指示。如并列运行的几台 发电机组其中1台电压、电流、有功功率表数值突然 降低,但发电机组没有跳闸,可能会伴随“电压回路 断线”光字信号。这种情况下,可以判断是发电机 互感器的熔断器熔断,造成虚假指示。并列运行的 发电机组,即使没有出现“电压回路断线”光字信 号,只要发电机仍然并列运行,也可以判断电压指 示为虚假指示。如果错误地认为发电机电压低,盲 目增加发电机出口电压,有可能造成发电机被高压 击穿而损毁。 4.2 限制、隔离故障点
(1) 对于未明显危及设备安全运行的情况,应加强对机组运行工况的监视、分析和必要的调整。
(2) 对危及安全运行但短时异常运行不会损 坏设备的情况,可以降低负荷,在保证不扩大事故 的情况下,短时保持运行,积极进行调整,尽快脱离 异常运行,必要时解列停机。
(3) 对于严重危及机组安全运行的情况,应立 即作紧急事故停机处理。 4.3 恢复受影响的正常设备的运行
(1) 优先恢复厂用电源运行;
(2) 将发电机并入系统;
(3) 恢复母线运行;
(4) 恢复其他设备运行。 5 结束语
以上针对发电机或一次系统异常运行及事故 提出处理措施,在现场处理时还应注意以下几点:
(1) 尽可能保证厂用电源的正常运行。对于 发电厂,厂用电源是核心。如果由于故障而造成厂 用电源中断,应优先恢复厂用电源。
(2) 发变组故障跳闸时,如不是主保护动作, 应进行发电机试验启动。试验启动正常后,尽快将 发电机投入运行。
(3) 如果母线或联络线故障,应及时倒换运行 方式,停运故障设备,恢复系统正常运行。
[1] | 陈衍.电力系统稳态分析[M].北京:中国电力出版社, 2003:20-24. |
[2] | 黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料[M].北京:中 国电力出版社,2002:11-46. |
[3] | 王军.发电厂电气运行规程[R].锡林浩特:锡林浩特二电 厂,1988:35-57. |
[4] | 程逢科,罗少樵.电气设备运行[M].北京:水利电力出版 社,1987:132-146. |