某电厂非同期合闸事故分析报告

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摘要:为了提高供电的可靠性和供电质量,合理地分配负荷,减少系统备用容量,达到经济运行的目的,发电厂的同步发电机和电力系统内各发电厂应按照一定的条件并列在一起运行,而实现并列运行的操作称为并列操作或同期操作。在进行发电机组的准同期并列时,准同期并列是手动操作,操作是否顺利与运行人员的经验有很大的关系,若同期并列操作不当,将可能引起非同期并列的严重后果。则通过某电厂一起因人员误操作造成非同期合闸事故来进行阐述同期原理,重点对非同期合闸所产生的严重后果进行分析并提出防范措施。

关键词:发电厂;非同期;防范措施

中图分类号:TB

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)21-0320-02

某电厂一台装机容量为200MW发电机组在修复1号锅炉省煤器东侧漏泄后,在启机操作时,因运行人员操作失误,致使非同期合闸,同时1号主变B相绕组损坏,造成事故扩大,在1号主变故障的同时,2号机组跳闸,后果极其严重。因此,为了保证电力系统能够安全、稳定运行,要求操作人员必须具有丰富的现场经验和实际工作的锻炼;在操作时注意力必须高度集中,密切监视机组及表计变动情况;抓住机会稳、准地进行发电机的并列操作,确保待并发电机安全可靠地并入电网运行。下面我就对此次非同期合闸事故进行一下详细的介绍及分析。

1 事故经过

11月9日1号机组准备起机。

06时1号锅炉点火。

08时50分汽轮机冲转。机组参数正常。

09时00分1号发电机开始升压,合上MK开关,合上DL3、DL4开关,定子电压15.75kv,转子电流700A,220kv母线带电压239 kv。其他各参数正常。

09时05分投入同期装置直流保险器,检查同期闭锁STA在闭锁位置,将同期方式切至自动,投入同期开关TTA,将同期装置复位,通知汽机投入同期允许,进行并网操作。监护人唱票“按下1号发电机组自动准同期启动QA按钮”,操作人边复诵边将光标点在操作端界面驱动级操作“合”按钮上,按下,监护人没有确认,操作人和监护人都没觉出错误,又将光标点在确人执行的按钮,驱动级操作“合”按钮上是2201开关传动试验用的, 2201开关合闸立即跳开。

同时,MK、DL3、DL4开关跳闸,1号主变本体压力释放阀喷油,值长命令停止起机操作。

保护动作情况:主变差动速断、发变组差动速断、主变比率差动、主变工频比率差动、主变轻瓦斯、重瓦斯、发电机过流I段保护动作,1、2号机故障录波器、网控1-4号录波器启动。经更换主变压器后,于11月25日13时09分1号发电机组整体启动并网成功,现带负荷200MW,主变压器和机组各项参数正常。

2 设备损坏情况

1号主变压器距上部铁扼500mm处B相绕组突出100 mm, 突出部分宽度200 mm,严重变形需返厂修复。事故停止机组运行388小时,少发电量7760万千瓦时,少供电量万7489亿千瓦时。变压器返厂后检查认定损坏,修复费用******万元。按合同修复时间******天。无其他设备损坏。

在1号主变故障的同时,2号机组跳闸,主变比率差动、发变组比率差动保护动作。其间锅炉1-4号捞碎渣机,3号除尘泵,6号空压机跳闸,机侧EH循环泵、2号内冷水泵、1、2号给水泵油泵、油净化器、1号轴抽风机、泥浆泵跳闸。判断保护误动作后,10时57分2号发电机与系统并列。

3 非同期并列事故原因

3.1 直接原因

(1)运行人员在操作端界面上操作错误,在使用自动准同期装置并网时,按操作票顺序,执行“复归1号发电机组自动准同期装置‘系统电压低闭锁’信号”后,应操作“1号发电机组自动准同期启动QA按钮”,实际按下的是2201开关合闸按钮,并且确认执行。是本次事故发生的直接原因。

(2)同期检定继电器TJJ接点绝缘不好,导致检定继电器接点经常处在导通状态,绝缘阻值为1.2 MΩ。能够导通合闸回路,当有合闸电源时能够使合闸接触器充分励磁,去合上2201开关,失去非同期闭锁的作用。是本次事故发生和扩大的主要原因。

3.2 根本原因

(1)操作中没有认真执行操作监护制,操作人在操作端界面上将光标指到要操作的位置,没有经过监护人的执行指令。在日常的管理中,发现过执行操作监护制不认真,在操作端界面操作节奏控制不规范的问题,但纠正的不够坚决。没有按集团公司安全生产理念指导安全运行管理。

(2)操作端界面设计不够人性化,将不同结果的操作设在同一界面,而且密度较大,预选操作后提示不明显,在操作中容易选错位置造成误操作。没有做好通过完善技术措施来预防事故的工作。

(3)设备维护不够,对于同期检定继电器这样重要和关键的设备,缺乏日常监督检查的技术措施,不能及时发现存在的隐患,使其在该起作用时失去功能。

3.3 扩大原因

3.3.1 2201开关第二次合闸原因是

DCS的合闸脉冲为2秒,同期检定继电器TJJ的接点1.2 MΩ导通,当按下“驱动级”2201合闸按钮后,合闸K2615接点接通,2201开关进行了合闸,合闸保持继电器HBJ励磁并保持。合闸后152ms变压器B绝缘击穿,发生单相接地,61ms跳开2201开关。在2201开关跳开之前,发电机被拉入同步,所以TJJ继电器的接点闭合,直到2201开关跳开。开关跳闸过程中,保护跳闸接点仍然在导通状态,则TBJ1动作,其接点去启动防跳继电器TBJV,TBJV励磁,其闭接点将合闸回路断开,直到开关跳开发电机灭磁失压相位摆开,使得TJJ接点断开, TJJ接点的1.2 MΩ电阻使TBJV继电器达不到动作电流值而失磁,其闭接点接通,HBJ再次励磁,进行了第二次合闸。经2次分合后,2201开关油压下降,开关禁止操作了,待开关压力正常之后,超过2秒DCS的合闸接点已经返回断开。

3.3.2 2号发电机组跳闸原因

在2201开关非同期合闸后2号发电机组跳闸,经与设备生产厂家共同分析,保护动作原因为1号机组非同期合闸时,引起2号主变高压侧电流出现非正常变化,产生差流,进入差动保护动作区,导致2号发变组保护装置中主变比率差动保护、发变组比率差动保护动作跳闸。

4 采取的防范措施

(1)将原有BT-1B同期检定继电器进行更换同型号的新继电器,新增一块DT-13同期检定继电器,两块同期继电器的交流电压线圈并联,两接点串联后接入同期闭锁回路。在试验室进行继电器的动作值试验,两继电器动作值应相同。

(2)针对值班员责任心不强,对规程制度执行不严的现象,强化值班员责任心教育,通过对本次事故相关人员的处理,要全体人员进一步理解安全责任制的严肃性,通过严格执行各项规章制度,规范操作制度的执行,纠正操作态度不严肃的现象。针对部分值班员电气二次回路掌握不透,安排专业专工对重点电气二次回路及跨专业的盲点进行讲课。

(3)“驱动级”软手操在同期操作画面中,容易发生误操作,封闭“驱动级”软手操,拉合闸试验用硬手操完成。

(4)全员进行安全活动,讨论此次事故,吸取教训,组织对操作票制度学习和检查,安全活动讨论,深入现场检查落实成果,纠正存在的不符合现象,直至不折不扣地执行

(5)机组检修后应进行假同期试验,每次停机后要求对TJJ继电器的接点进行检查,从技术上检验同期装置及回路良好。

5 对同期并列及非同期并列分析

5.1 同期并列条件

准同期并列是将未投入系统的发电机加上励磁,并调节其电压和频率,在满足并列条件(即电压、频率、相位相同)时,将发电机投入系统,如果在理想情况下,使发电机的出口开关合闸,则在发电机定子回路中的环流将为零,这样不会产生电流和电磁力矩的冲击。

5.2 引起非同期并列的原因

当把启动中的发电机在相位、电压、频率与系统的相位、电压、频率存在较大差异的情况下,即不满足发电机并列条件时,由人为操作或借助自动装置将带励磁的发动机投入系统,这就叫非同步并列,而引非同期并列的原因有以下几种情况:

(1)电压不等。

(2)电压相位不一致。

(3)频率不等。

(4)自动准同期并列时同期装置故障。

(5)自动准同期并列时操作人员未按操作票操作。

(6)手动并网时操作人员未按操作票操作。

(7)手动准同期并网时同步表故障。

(8)新安装或大修的机组投入运行前没有进行发电机相序检查和核相,有关的电压互感器二次回路检修后没有核相。

(9)相关的表计指示不正确。

以上列举的任何一种情况而引起的非同期合闸所产生的后果都是非常严重的,因此,一定不能盲目地将发电机并入系统,一定在各级人员严格监护及回路、表计检查无误后方可进行并网操作,以免埋下严重的事故隐患。

6 结语

综上所述,非同步并列是发电厂电气操作的恶性事故之一。并列合闸瞬间,将发生巨大的电流冲击,使机组发生强烈振动,发出鸣音。最严重时可产生23至30倍额定电流的冲击,在此电流下产生的电动力和发热是发动机和所连设备(如断路器、变压器)不能承受的。它会造成发动机定子绕组变形、弯曲、绝缘崩裂、定子绕组并头套溶化,甚至将定子绕组烧毁等严重后果。若一台大型发动机发生此类事故,除本身的损坏外,该机和系统间产生的功率振荡,将危机系统的稳定运行。同期并列是一项极为严格的操作,任何小疏忽都可能造成不可挽回的损失,因此,必须清楚地认识到非同期并列的严重后果,采用正确的同期设施及采取防非同期并列的闭锁措施,有效地避免非同期并列现象再次发生。

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社出版,1997.

[2]继电保护及制动装置运行规程[S].通辽发电总厂企业标准[QJ/TF 01-03.15-2008]通辽发电总厂标准化委员会.