30MW發電機組過電壓事故處理研究

張軼銘

摘 要：我國電力企業的發電機組運行過程中有一定概率出現解列停機的情況，造成機組出現過電壓事故。因此本文根據30MW發電機組出現的過電壓事故進行事故原因的分析，并根據事故原因對30MW發電機組進行相應的整改措施，以此達到預防和避免發電機組出現過電壓事故的概率，保障發電機組的安全穩定運行。

關鍵詞：30MW發電機組;過電壓;事故處理;研究

前言：30MW發電機組出現解列停機狀況，發生過電壓事故后，為徹底解決發電機組過電壓事故的安全隱患問題，現對發電機組的事故原因進行查找，分析事故誘因后得出結論為，發電機組系統由于單相接地故障導致接地電流值增加，影響系統對出現過電壓的操作，并由于廠變絕緣水平不足而導致過電壓事故發生。

1.30MW發電機組事故原因分析

對30MW發電機組出現過電壓事故的原因分析可知，發電機的電氣運行和控制的重點便是勵磁系統，其和發電機組的運行穩定性有著十分緊密的聯系，30MW發電機組的勵磁調節器的無功突變現象是造成過電壓事故的直接設備原因，由于30MW發電機組的勵磁調節器在系統頻繁的開啟和關閉大型用電設備時刻以及30MW發電機組開停機時刻容易發生無功突變的情況，而30MW發電機組位于低負荷區域，進行有功負荷變化情況較為頻繁，且變化幅度較大，在這種運行方式下，由于調節器本身性能不足，無法快速的對負荷變化進行跟蹤，出現滯后的現象。在有功功率變化速度較快時，調節器輸出滯后情況較為嚴重，反復的大幅度輸出異常，造成了無功功率在短時間內持續的增長或降低，持續的增長會使調節器出現過負荷跳閘的情況，而持續的下降則會造成30MW發電機組進相運行的情況。

在30MW發電機組進行開停機這種對機組而言較為重要的操作時，由于30MW發電機組的操作人員在配合方面沒有足夠的默契，需要機組人員進行實時的監控調整，對機組的電氣參數變化情況進行密切的關注，機組操作人員對操作規程掌握程度不足，沒有統一的操作指揮人員，操作人員的專業技術水平標準不足，這些因素均是30MW發電機組發生過電壓事故的操作原因。

由于30MW發電機組在低負荷區間運行時產生的有功變化波動值較大，汽機的油動機出現不穩定的情況，造成了機組負荷不穩定現象，使得發電機負荷出現不斷變化，這一情況是由30MW發電機組設備自身的特性所致。因此，通常來講不建議大型發電機組在低負荷功率區間進行長時間的運行[1]。

30MW發電機組系統進行頻繁的大型用電設備的啟停，會使發電機出現有功和無功的負荷變化，而發電機組在系統中占比較大，二者之間的任何狀況都會互相產生較大影響。在發電機組由于各種因素出現調節器輸出異常時，瞬間增高的無功負荷造成電壓升高，但是沒有達到發電機組的過電壓警戒額度，因此沒有出現警報情況，運行人員不會發現有故障發生。但若升高的電壓連接的運行設備過電壓動作值低于升高的電壓值，便會造成設備的故障，產生相應的經濟損失。

2.30MW發電機組事故處理整改措施

2.1增強運行人員專業知識水平

針對30MW發電機組容易出現的過電壓事故，電力企業應從人員、設備、30MW發電機組操作規范以及操作流程方面進行加強教育，以此降低過電壓事故的發生頻率，扼殺事故的發生。電力企業的管理人員應要求30MW發電機組運行人員進行發電機相關專業知識和技能的培訓學習工作，加強運行人員的實際操作水平，并做好針對發電機組可能出現事故的應急預案。在進行發電機組較為重要的操作時，運行人員應及時和動調勤進行匯報，在發現機組參數改變超出標準值時，應及時和檢修車間或動調勤進行聯系。在30MW發電機組進行開停機階段，應有運行人員對其進行監控，以便根據實際情況進行相應調整。對于有功功率的變化問題，通常使用電壓調節模式進行解決。運行人員在對調節器默認工作狀態進行選擇時，應考慮手動調節的反應會更加迅速。并且在進行升降操作時，應和汽機和電氣進行溝通，使其同時進行相應的調整。由于汽機的調速器存在自身性能缺陷，在負荷較低時，其有功功率會出現不穩定的情況，因此需要采取手動調節的方式才能將有功功率和無功功率的配比進行保障。

2.2選擇合理運行方式

對30MW發電機組進行電壓調節操作時，設備自身優點為：反應速度較快，滯后時間較短，但其也存在相應缺陷，即在有功負荷頻繁變化時會造成調節器出現無功突變的情況，無功負荷會在幾秒內變化1到2萬千瓦，進行手動調整的效果不明顯，易造成發電機出現過流、過壓或進相運行的情況。恒無功運行的方式相對穩定，且運行效果良好，但是其運行條件為有功長時間的進行穩定狀態的運行。恒功率因數的運行效果同樣很好，但是其在有功負荷較低時，對于變化的反應速度較慢。經綜合分析可知，30MW發電機組使用的勵磁調節器運行模式為：在機組有功功率達到6000kW以上逐漸穩定后，對調節器的功率因數進行調整，并將運行方式變更為恒無功的運行方式，而當機組有功功率低于6000kW時，便將運行模式切回電壓運行模式[2]。

2.3核對發電機組保護參數

在發電機組出現過電壓事故，經維修人員進行修復并重新投入使用時，機組的操作人員應對發電機的保護參數以及其它大型用電設備的重要負荷保護參數進行重新核定工作，使參數值符合機組實際運行情況，保護參數設計更為科學合理，避免機組再次發生類似過電壓事故。

2.4檢查廠變絕緣狀況

針對30MW發電機組的過電壓事故大多發生在機組廠變較高的低壓側端部，所以機組運行人員應在對各個廠變軟組參數進行測量的基礎上，對廠變低壓側端部的絕緣部件的狀態進行細致的檢查和分析。通常來講，30MW發電機組的廠變低壓側端部的絕緣部件與銘牌上標注的繞組參數相同，這便證明在變壓器的內部不存在絕緣的問題，但是對變壓器外絕緣部件進行狀態檢查時發現其外部存在絕緣薄弱部位。絕緣薄弱部位之一便是30MW發電機組的廠變低壓側端部的絕緣部件的絕緣裕度不足，而廠變低壓側端部和鐵心夾件之間的最小間距為5厘米左右，且廠變低壓側端部使用的絕緣方式為普通絕緣帶纏繞，這種絕緣方式的最大問題便是絕緣帶層與層之間無法進行緊密的粘連，每層之間容易出現空氣孔隙，并且這種絕緣方式的使用會進一步縮小廠變低壓側端部和鐵心夾件之間的絕緣凈距，致使廠變低壓側端部和鐵心夾件之間的絕緣裕度進一步降低，影響30MW發電機組部件之間的絕緣性能。

2.5其它機組改進措施

對于30MW發電機組的實際情況提出的改進措施為：第一，將發電機的中性點連接的消弧線圈檔位進行下調（降低一檔）;第二，對于廠變高壓段連接電纜出現的過松情況，應由維修人員對其進行修正，保障電纜連接的緊固性;第三，對30MW發電機組廠變端部的絕緣部件進行加固和強化，并對變壓器的端部進行重新處理，建議為將變壓器低壓方向的端部使用絕緣特性更為出色的絕緣護套或者熱塑管;第四，在有相應條件的基礎上，增加變壓器高壓側和低壓側的端部與鐵心夾件之間的距離;第五，為了防止30MW發電機組在未來運行階段出現其他系統故障以及方便在故障出現時，對故障的原因進行解決分析，建議在30MW發電機組系統的二次側進行故障錄波裝置的安裝[3]。

結束語：

綜上所述，發電機的電氣運行和控制的重點便是勵磁系統，其和發電機組的運行穩定性有著十分緊密的聯系，這便要求發電機組的運行人員需要加強自身對發電機控制操作的理論學習，對現場的各種設備性能以及工作狀況進行熟悉了解，認真分析出現的問題，將可能出現的事故扼殺在萌芽階段。

參考文獻：

[1]李柳濤.一起過電壓引起的故障原因分析與防范[J].冶金動力，2021（02）：4-5.

[2]劉桂波.岙里水電站發電機勵磁系統空載過電壓保護技術改造[J].水利科技，2021（01）：76-77.

[3]梅業偉，劉學敏，孟曉龍，徐丹丹.海外油田小型燃氣輪機電站發電機繼電保護分析[J].電氣技術，2020，21（11）：76-78.