非同期并网机组跳闸分析

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摘要：本文介绍了云南某水电厂#2机组非同期并网引起主变差动跳闸的原因分析和防范措施，对机组安装调试阶段有一定的参考作用，为提高发电设备可靠性提供借鉴。

关键词：并网；非同期；防跳回路；跳闸

中图分类号：TV731 文章编码：

1事件经过

17：46分24秒#2发电机并网时，#2主变差动保护动作，#2主变高压侧断路器跳闸，#2发电机、变压器组与系统解列。

线路失灵保护：A相起动、B相起动、C相起动。

2事件的检查和处理

2.1经检查发电机、变压器、共箱母线和GIS设备绝缘正常，在试验中发现：#2主变保护A柜差动保护的高压侧电流互感器C相接触不良，进行了紧固。

2.2变压器差动保护动作情况分析

2.2.1#2主变差动保护A、B套接线图：

2.2.2#2接线方式简图为：

2.2.3根据机组并网时的录波图分析可以得出，在初始时刻，装置波形反映出非了同期合闸的特征：高压侧和低压侧电压跌落明显，高低两侧都出现了较大的冲击电流，且差电流中谐波含量较大；在100ms之后差电流的波形特征逐渐表现为工频正弦特征，且A、C两相差电流明显增大，二次谐波含量低，波形也比较对称，同时原始电流中二次谐波含量和三次谐波含量都很低，这样满足了差动保护的动作条件，所以差动保护动作，但导致差电流(100ms左右)由畸变波形突然转变为工频正弦波的原因需要进一步进行分析。

2.3详细检查了同期装置定值、同期回路绝缘情况，未发现问题。

2.4对#2机合闸回路检查情况

对2号机出口开关假同期试验，共进行六次试验，在进行第二次试验时，试验结果不正确，其余五次021开关假同期试验正确。由录波图分析在同期点时，同期装置发合闸命令，021开关合闸后又分闸，过5.3秒，开关又自动合闸。通过分析得出结论：021开关在同期点时开关合闸，在无跳闸信号后分闸，分闸后开关储能完成后，开关又一次合闸。如果在机组并网后发生此情况，就会发生非同期合闸。

2.5检查2号发电机出口断路器。对外观进行检查，未发现问题。随后进行了断路器就地合跳试验，直观感觉前两次合闸时间明显较长，听声音跟平常不一样，随后又进行了就地三次合跳，开关动作正确。

试验人员测试的数据

经过检查发现以下问题：开关弹跳时间比较长，达到40 ms，远超过规定值；在计算机报警信息栏中未查到开关二次重合闸的信号；开关在试验时发现该开关有时发生合不上现象。

2.6根据厂家带来的图纸检查发现拆除的二次回路线错误：图1为设计院的设计原理图；图2为西门子开关厂家内部原理接线图；图3为开关实际接线图。从图2和图3可以看出，厂家原理图和实际接线图不符合，实际厂家接线图在合闸回路中少了一个S3接点，完全靠继电器K实现闭锁。同时，可能在基建期开关解除内部防跳回路，将S3的22脚拔掉，包好放在一边。这样，K1不能启动，同时也无法实现自保持，造成合闸回路没有无能闭锁。

图1：设计原理图

图2：厂家原理图

图3：开关实际接线图

为此开关厂家做了以下工作：

a) 调整开关的传动机械装置，调整后开关的弹跳时间合格，并且调整后，开关在柜外试验和试验位合跳多次正常，开关厂家试验数据如下。

b) 将二次回路改动将S3的22脚线插上，将K1的14脚线拆掉，如图4所示。改动二次接线后，K1继电器能够启动并能自保持。处理完毕后，对开关进行了多次分合闸试验和保护传动，没有发生延时重合闸现象。

图4：开关接线改动后图

3原因分析

3.1经开关厂家技术人员对021开关检查发现，开关内部机构支撑件固定螺丝松动，在开关合闸时，偶尔会出现机构挂不上，开关合不上闸的现象。

3.2由于开关在拆除防跳回路的二次线时，误将S3的22脚线拆除，将K1继电器的14脚线保留，造成K1无法启动和自保持，即开关的合闸回路没有无能闭锁，在远方同期合闸时，由于合闸脉冲为0.3秒左右，开关合上后，回路中的S1断开，合闸回路保持，如果开关和不上，S1接点又保持闭合，而此时同期接点在接通位置，此时即使同期装置的合闸接点在0.3秒后断开，但由于启动了合闸回路中的HBJ继电器并自保持，即合闸回路在通路状态；另外，由于开关在合闸后，开关蓄能电机动作蓄能，约6秒左右蓄能完毕；由于合闸回路在保持状态，造成开关第二次合闸。开关第二次合闸时可能在同期点，也可能在非同期点，如果在非同期点，就造成非同期并列。

综上所述，如果开关合不上闸，会造成发电机并不上网或非同期并网；由于合闸回路异常，造成开关二次重合闸。因此，开关本身机构问题，是造成非同期并列的主要原因，开关二次线拆除错误是造成非同期并列的直接原因。

4采取的防范措施

4.1按照设计图纸，完善了2号发电机021开关本体机械闭锁合闸回路，保证开关合闸动作一次后闭锁合闸回路，既开关在第一次合闸不成功后，不会发生二次合闸的情况，避免了非同期并网；

4.2本次开关本身的防跳回路拆除是在开关调试安装时拆除的，但由于把关不严，将二次线拆除错误。如果开关在正常的情况下，发现不了二次线拆除错误的问题。因此在基建期间，生产部点检人员应及早介入，减少基建遗留问题，防止由于基建遗留问题造成各种故障；

4.3立即组织检修人员在机组停机期间对其他机组出口开关合闸回路进行一次全面检查，如有类似问题尽快进行整改；

4.4针对操作频繁的发电机出口开关，在今后大小修时，要对开关进行全面检查，测量开关的各项参数，包括开关的特性试验和常规试验，如果发现异常应及时处理。

5经验教训

5.1目前很多设计与厂家实际到货设备不完全相同，从而导致为二次回路埋下了隐形炸弹，因此在以后的机电安装调试时，建议业主安排专业人员协助监理把好调试关。

5.2机组投产后设备运行稳定并不代表设备无缺陷，应制定计划利用机组停备或大小修对设备进行梳理，确保保护回路正确可靠。

5.3认真做好设备运行记录，对异常现象要进行分析，查找异常的根源，防止扩大事故。