某電廠非同期合閘事故分析報告

摘要:為了提高供電的可靠性和供電質(zhì)量，合理地分配負荷，減少系統(tǒng)備用容量，達到經(jīng)濟運行的目的，發(fā)電廠的同步發(fā)電機和電力系統(tǒng)內(nèi)各發(fā)電廠應按照一定的條件并列在一起運行，而實現(xiàn)并列運行的操作稱為并列操作或同期操作。在進行發(fā)電機組的準同期并列時，準同期并列是手動操作，操作是否順利與運行人員的經(jīng)驗有很大的關系，若同期并列操作不當，將可能引起非同期并列的嚴重后果。則通過某電廠一起因人員誤操作造成非同期合閘事故來進行闡述同期原理，重點對非同期合閘所產(chǎn)生的嚴重后果進行分析并提出防范措施。

關鍵詞:發(fā)電廠;非同期;防范措施

中圖分類號:TB

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)21-0320-02

某電廠一臺裝機容量為200MW發(fā)電機組在修復1號鍋爐省煤器東側漏泄后，在啟機操作時，因運行人員操作失誤，致使非同期合閘，同時1號主變B相繞組損壞，造成事故擴大，在1號主變故障的同時，2號機組跳閘，后果極其嚴重。因此，為了保證電力系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運行，要求操作人員必須具有豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗和實際工作的鍛煉;在操作時注意力必須高度集中，密切監(jiān)視機組及表計變動情況;抓住機會穩(wěn)、準地進行發(fā)電機的并列操作，確保待并發(fā)電機安全可靠地并入電網(wǎng)運行。下面我就對此次非同期合閘事故進行一下詳細的介紹及分析。

1 事故經(jīng)過

11月9日1號機組準備起機。

06時1號鍋爐點火。

08時50分汽輪機沖轉。機組參數(shù)正常。

09時00分1號發(fā)電機開始升壓，合上MK開關，合上DL3、DL4開關，定子電壓15.75kv，轉子電流700A，220kv母線帶電壓239 kv。其他各參數(shù)正常。

09時05分投入同期裝置直流保險器，檢查同期閉鎖STA在閉鎖位置，將同期方式切至自動，投入同期開關TTA，將同期裝置復位，通知汽機投入同期允許，進行并網(wǎng)操作。監(jiān)護人唱票“按下1號發(fā)電機組自動準同期啟動QA按鈕”，操作人邊復誦邊將光標點在操作端界面驅動級操作“合”按鈕上，按下，監(jiān)護人沒有確認，操作人和監(jiān)護人都沒覺出錯誤，又將光標點在確人執(zhí)行的按鈕，驅動級操作“合”按鈕上是2201開關傳動試驗用的， 2201開關合閘立即跳開。

同時，MK、DL3、DL4開關跳閘，1號主變本體壓力釋放閥噴油，值長命令停止起機操作。

保護動作情況:主變差動速斷、發(fā)變組差動速斷、主變比率差動、主變工頻比率差動、主變輕瓦斯、重瓦斯、發(fā)電機過流I段保護動作，1、2號機故障錄波器、網(wǎng)控1-4號錄波器啟動。經(jīng)更換主變壓器后，于11月25日13時09分1號發(fā)電機組整體啟動并網(wǎng)成功，現(xiàn)帶負荷200MW，主變壓器和機組各項參數(shù)正常。

2 設備損壞情況

1號主變壓器距上部鐵扼500mm處B相繞組突出100 mm， 突出部分寬度200 mm，嚴重變形需返廠修復。事故停止機組運行388小時，少發(fā)電量7760萬千瓦時，少供電量萬7489億千瓦時。變壓器返廠后檢查認定損壞，修復費用******萬元。按合同修復時間******天。無其他設備損壞。

在1號主變故障的同時，2號機組跳閘，主變比率差動、發(fā)變組比率差動保護動作。其間鍋爐1-4號撈碎渣機，3號除塵泵，6號空壓機跳閘，機側EH循環(huán)泵、2號內(nèi)冷水泵、1、2號給水泵油泵、油凈化器、1號軸抽風機、泥漿泵跳閘。判斷保護誤動作后，10時57分2號發(fā)電機與系統(tǒng)并列。

3 非同期并列事故原因

3.1 直接原因

(1)運行人員在操作端界面上操作錯誤，在使用自動準同期裝置并網(wǎng)時，按操作票順序，執(zhí)行“復歸1號發(fā)電機組自動準同期裝置‘系統(tǒng)電壓低閉鎖’信號”后，應操作“1號發(fā)電機組自動準同期啟動QA按鈕”，實際按下的是2201開關合閘按鈕，并且確認執(zhí)行。是本次事故發(fā)生的直接原因。

(2)同期檢定繼電器TJJ接點絕緣不好，導致檢定繼電器接點經(jīng)常處在導通狀態(tài)，絕緣阻值為1.2 MΩ。能夠導通合閘回路，當有合閘電源時能夠使合閘接觸器充分勵磁，去合上2201開關，失去非同期閉鎖的作用。是本次事故發(fā)生和擴大的主要原因。

3.2 根本原因

(1)操作中沒有認真執(zhí)行操作監(jiān)護制，操作人在操作端界面上將光標指到要操作的位置，沒有經(jīng)過監(jiān)護人的執(zhí)行指令。在日常的管理中，發(fā)現(xiàn)過執(zhí)行操作監(jiān)護制不認真，在操作端界面操作節(jié)奏控制不規(guī)范的問題，但糾正的不夠堅決。沒有按集團公司安全生產(chǎn)理念指導安全運行管理。

(2)操作端界面設計不夠人性化，將不同結果的操作設在同一界面，而且密度較大，預選操作后提示不明顯，在操作中容易選錯位置造成誤操作。沒有做好通過完善技術措施來預防事故的工作。

(3)設備維護不夠，對于同期檢定繼電器這樣重要和關鍵的設備，缺乏日常監(jiān)督檢查的技術措施，不能及時發(fā)現(xiàn)存在的隱患，使其在該起作用時失去功能。

3.3 擴大原因

3.3.1 2201開關第二次合閘原因是

DCS的合閘脈沖為2秒，同期檢定繼電器TJJ的接點1.2 MΩ導通，當按下“驅動級”2201合閘按鈕后，合閘K2615接點接通，2201開關進行了合閘，合閘保持繼電器HBJ勵磁并保持。合閘后152ms變壓器B絕緣擊穿，發(fā)生單相接地，61ms跳開2201開關。在2201開關跳開之前，發(fā)電機被拉入同步，所以TJJ繼電器的接點閉合，直到2201開關跳開。開關跳閘過程中，保護跳閘接點仍然在導通狀態(tài)，則TBJ1動作，其接點去啟動防跳繼電器TBJV，TBJV勵磁，其閉接點將合閘回路斷開，直到開關跳開發(fā)電機滅磁失壓相位擺開，使得TJJ接點斷開， TJJ接點的1.2 MΩ電阻使TBJV繼電器達不到動作電流值而失磁，其閉接點接通，HBJ再次勵磁，進行了第二次合閘。經(jīng)2次分合后，2201開關油壓下降，開關禁止操作了，待開關壓力正常之后，超過2秒DCS的合閘接點已經(jīng)返回斷開。

3.3.2 2號發(fā)電機組跳閘原因

在2201開關非同期合閘后2號發(fā)電機組跳閘，經(jīng)與設備生產(chǎn)廠家共同分析，保護動作原因為1號機組非同期合閘時，引起2號主變高壓側電流出現(xiàn)非正常變化，產(chǎn)生差流，進入差動保護動作區(qū)，導致2號發(fā)變組保護裝置中主變比率差動保護、發(fā)變組比率差動保護動作跳閘。

4 采取的防范措施

(1)將原有BT-1B同期檢定繼電器進行更換同型號的新繼電器，新增一塊DT-13同期檢定繼電器，兩塊同期繼電器的交流電壓線圈并聯(lián)，兩接點串聯(lián)后接入同期閉鎖回路。在試驗室進行繼電器的動作值試驗，兩繼電器動作值應相同。

(2)針對值班員責任心不強，對規(guī)程制度執(zhí)行不嚴的現(xiàn)象，強化值班員責任心教育，通過對本次事故相關人員的處理，要全體人員進一步理解安全責任制的嚴肅性，通過嚴格執(zhí)行各項規(guī)章制度，規(guī)范操作制度的執(zhí)行，糾正操作態(tài)度不嚴肅的現(xiàn)象。針對部分值班員電氣二次回路掌握不透，安排專業(yè)專工對重點電氣二次回路及跨專業(yè)的盲點進行講課。

(3)“驅動級”軟手操在同期操作畫面中，容易發(fā)生誤操作，封閉“驅動級”軟手操，拉合閘試驗用硬手操完成。

(4)全員進行安全活動，討論此次事故，吸取教訓，組織對操作票制度學習和檢查，安全活動討論，深入現(xiàn)場檢查落實成果，糾正存在的不符合現(xiàn)象，直至不折不扣地執(zhí)行

(5)機組檢修后應進行假同期試驗，每次停機后要求對TJJ繼電器的接點進行檢查，從技術上檢驗同期裝置及回路良好。

5 對同期并列及非同期并列分析

5.1 同期并列條件

準同期并列是將未投入系統(tǒng)的發(fā)電機加上勵磁，并調(diào)節(jié)其電壓和頻率，在滿足并列條件(即電壓、頻率、相位相同)時，將發(fā)電機投入系統(tǒng)，如果在理想情況下，使發(fā)電機的出口開關合閘，則在發(fā)電機定子回路中的環(huán)流將為零，這樣不會產(chǎn)生電流和電磁力矩的沖擊。

5.2 引起非同期并列的原因

當把啟動中的發(fā)電機在相位、電壓、頻率與系統(tǒng)的相位、電壓、頻率存在較大差異的情況下，即不滿足發(fā)電機并列條件時，由人為操作或借助自動裝置將帶勵磁的發(fā)動機投入系統(tǒng)，這就叫非同步并列，而引非同期并列的原因有以下幾種情況:

(1)電壓不等。

(2)電壓相位不一致。

(3)頻率不等。

(4)自動準同期并列時同期裝置故障。

(5)自動準同期并列時操作人員未按操作票操作。

(6)手動并網(wǎng)時操作人員未按操作票操作。

(7)手動準同期并網(wǎng)時同步表故障。

(8)新安裝或大修的機組投入運行前沒有進行發(fā)電機相序檢查和核相，有關的電壓互感器二次回路檢修后沒有核相。

(9)相關的表計指示不正確。

以上列舉的任何一種情況而引起的非同期合閘所產(chǎn)生的后果都是非常嚴重的，因此，一定不能盲目地將發(fā)電機并入系統(tǒng)，一定在各級人員嚴格監(jiān)護及回路、表計檢查無誤后方可進行并網(wǎng)操作，以免埋下嚴重的事故隱患。

6 結語

綜上所述，非同步并列是發(fā)電廠電氣操作的惡性事故之一。并列合閘瞬間，將發(fā)生巨大的電流沖擊，使機組發(fā)生強烈振動，發(fā)出鳴音。最嚴重時可產(chǎn)生23至30倍額定電流的沖擊，在此電流下產(chǎn)生的電動力和發(fā)熱是發(fā)動機和所連設備(如斷路器、變壓器)不能承受的。它會造成發(fā)動機定子繞組變形、彎曲、絕緣崩裂、定子繞組并頭套溶化，甚至將定子繞組燒毀等嚴重后果。若一臺大型發(fā)動機發(fā)生此類事故，除本身的損壞外，該機和系統(tǒng)間產(chǎn)生的功率振蕩，將危機系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。同期并列是一項極為嚴格的操作，任何小疏忽都可能造成不可挽回的損失，因此，必須清楚地認識到非同期并列的嚴重后果，采用正確的同期設施及采取防非同期并列的閉鎖措施，有效地避免非同期并列現(xiàn)象再次發(fā)生。

參考文獻

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