30MW發(fā)電機(jī)組過電壓事故處理研究

張軼銘

摘 要：我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中有一定概率出現(xiàn)解列停機(jī)的情況，造成機(jī)組出現(xiàn)過電壓事故。因此本文根據(jù)30MW發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)的過電壓事故進(jìn)行事故原因的分析，并根據(jù)事故原因?qū)?0MW發(fā)電機(jī)組進(jìn)行相應(yīng)的整改措施，以此達(dá)到預(yù)防和避免發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)過電壓事故的概率，保障發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：30MW發(fā)電機(jī)組;過電壓;事故處理;研究

前言：30MW發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)解列停機(jī)狀況，發(fā)生過電壓事故后，為徹底解決發(fā)電機(jī)組過電壓事故的安全隱患問題，現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)組的事故原因進(jìn)行查找，分析事故誘因后得出結(jié)論為，發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)由于單相接地故障導(dǎo)致接地電流值增加，影響系統(tǒng)對(duì)出現(xiàn)過電壓的操作，并由于廠變絕緣水平不足而導(dǎo)致過電壓事故發(fā)生。

1.30MW發(fā)電機(jī)組事故原因分析

對(duì)30MW發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)過電壓事故的原因分析可知，發(fā)電機(jī)的電氣運(yùn)行和控制的重點(diǎn)便是勵(lì)磁系統(tǒng)，其和發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性有著十分緊密的聯(lián)系，30MW發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的無功突變現(xiàn)象是造成過電壓事故的直接設(shè)備原因，由于30MW發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在系統(tǒng)頻繁的開啟和關(guān)閉大型用電設(shè)備時(shí)刻以及30MW發(fā)電機(jī)組開停機(jī)時(shí)刻容易發(fā)生無功突變的情況，而30MW發(fā)電機(jī)組位于低負(fù)荷區(qū)域，進(jìn)行有功負(fù)荷變化情況較為頻繁，且變化幅度較大，在這種運(yùn)行方式下，由于調(diào)節(jié)器本身性能不足，無法快速的對(duì)負(fù)荷變化進(jìn)行跟蹤，出現(xiàn)滯后的現(xiàn)象。在有功功率變化速度較快時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出滯后情況較為嚴(yán)重，反復(fù)的大幅度輸出異常，造成了無功功率在短時(shí)間內(nèi)持續(xù)的增長(zhǎng)或降低，持續(xù)的增長(zhǎng)會(huì)使調(diào)節(jié)器出現(xiàn)過負(fù)荷跳閘的情況，而持續(xù)的下降則會(huì)造成30MW發(fā)電機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行的情況。

在30MW發(fā)電機(jī)組進(jìn)行開停機(jī)這種對(duì)機(jī)組而言較為重要的操作時(shí)，由于30MW發(fā)電機(jī)組的操作人員在配合方面沒有足夠的默契，需要機(jī)組人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控調(diào)整，對(duì)機(jī)組的電氣參數(shù)變化情況進(jìn)行密切的關(guān)注，機(jī)組操作人員對(duì)操作規(guī)程掌握程度不足，沒有統(tǒng)一的操作指揮人員，操作人員的專業(yè)技術(shù)水平標(biāo)準(zhǔn)不足，這些因素均是30MW發(fā)電機(jī)組發(fā)生過電壓事故的操作原因。

由于30MW發(fā)電機(jī)組在低負(fù)荷區(qū)間運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的有功變化波動(dòng)值較大，汽機(jī)的油動(dòng)機(jī)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，造成了機(jī)組負(fù)荷不穩(wěn)定現(xiàn)象，使得發(fā)電機(jī)負(fù)荷出現(xiàn)不斷變化，這一情況是由30MW發(fā)電機(jī)組設(shè)備自身的特性所致。因此，通常來講不建議大型發(fā)電機(jī)組在低負(fù)荷功率區(qū)間進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行[1]。

30MW發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)進(jìn)行頻繁的大型用電設(shè)備的啟停，會(huì)使發(fā)電機(jī)出現(xiàn)有功和無功的負(fù)荷變化，而發(fā)電機(jī)組在系統(tǒng)中占比較大，二者之間的任何狀況都會(huì)互相產(chǎn)生較大影響。在發(fā)電機(jī)組由于各種因素出現(xiàn)調(diào)節(jié)器輸出異常時(shí)，瞬間增高的無功負(fù)荷造成電壓升高，但是沒有達(dá)到發(fā)電機(jī)組的過電壓警戒額度，因此沒有出現(xiàn)警報(bào)情況，運(yùn)行人員不會(huì)發(fā)現(xiàn)有故障發(fā)生。但若升高的電壓連接的運(yùn)行設(shè)備過電壓動(dòng)作值低于升高的電壓值，便會(huì)造成設(shè)備的故障，產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失。

2.30MW發(fā)電機(jī)組事故處理整改措施

2.1增強(qiáng)運(yùn)行人員專業(yè)知識(shí)水平

針對(duì)30MW發(fā)電機(jī)組容易出現(xiàn)的過電壓事故，電力企業(yè)應(yīng)從人員、設(shè)備、30MW發(fā)電機(jī)組操作規(guī)范以及操作流程方面進(jìn)行加強(qiáng)教育，以此降低過電壓事故的發(fā)生頻率，扼殺事故的發(fā)生。電力企業(yè)的管理人員應(yīng)要求30MW發(fā)電機(jī)組運(yùn)行人員進(jìn)行發(fā)電機(jī)相關(guān)專業(yè)知識(shí)和技能的培訓(xùn)學(xué)習(xí)工作，加強(qiáng)運(yùn)行人員的實(shí)際操作水平，并做好針對(duì)發(fā)電機(jī)組可能出現(xiàn)事故的應(yīng)急預(yù)案。在進(jìn)行發(fā)電機(jī)組較為重要的操作時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)和動(dòng)調(diào)勤進(jìn)行匯報(bào)，在發(fā)現(xiàn)機(jī)組參數(shù)改變超出標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，應(yīng)及時(shí)和檢修車間或動(dòng)調(diào)勤進(jìn)行聯(lián)系。在30MW發(fā)電機(jī)組進(jìn)行開停機(jī)階段，應(yīng)有運(yùn)行人員對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，以便根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。對(duì)于有功功率的變化問題，通常使用電壓調(diào)節(jié)模式進(jìn)行解決。運(yùn)行人員在對(duì)調(diào)節(jié)器默認(rèn)工作狀態(tài)進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)考慮手動(dòng)調(diào)節(jié)的反應(yīng)會(huì)更加迅速。并且在進(jìn)行升降操作時(shí)，應(yīng)和汽機(jī)和電氣進(jìn)行溝通，使其同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。由于汽機(jī)的調(diào)速器存在自身性能缺陷，在負(fù)荷較低時(shí)，其有功功率會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，因此需要采取手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式才能將有功功率和無功功率的配比進(jìn)行保障。

2.2選擇合理運(yùn)行方式

對(duì)30MW發(fā)電機(jī)組進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)操作時(shí)，設(shè)備自身優(yōu)點(diǎn)為：反應(yīng)速度較快，滯后時(shí)間較短，但其也存在相應(yīng)缺陷，即在有功負(fù)荷頻繁變化時(shí)會(huì)造成調(diào)節(jié)器出現(xiàn)無功突變的情況，無功負(fù)荷會(huì)在幾秒內(nèi)變化1到2萬千瓦，進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整的效果不明顯，易造成發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過流、過壓或進(jìn)相運(yùn)行的情況。恒無功運(yùn)行的方式相對(duì)穩(wěn)定，且運(yùn)行效果良好，但是其運(yùn)行條件為有功長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)的運(yùn)行。恒功率因數(shù)的運(yùn)行效果同樣很好，但是其在有功負(fù)荷較低時(shí)，對(duì)于變化的反應(yīng)速度較慢。經(jīng)綜合分析可知，30MW發(fā)電機(jī)組使用的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行模式為：在機(jī)組有功功率達(dá)到6000kW以上逐漸穩(wěn)定后，對(duì)調(diào)節(jié)器的功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并將運(yùn)行方式變更為恒無功的運(yùn)行方式，而當(dāng)機(jī)組有功功率低于6000kW時(shí)，便將運(yùn)行模式切回電壓運(yùn)行模式[2]。

2.3核對(duì)發(fā)電機(jī)組保護(hù)參數(shù)

在發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)過電壓事故，經(jīng)維修人員進(jìn)行修復(fù)并重新投入使用時(shí)，機(jī)組的操作人員應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)的保護(hù)參數(shù)以及其它大型用電設(shè)備的重要負(fù)荷保護(hù)參數(shù)進(jìn)行重新核定工作，使參數(shù)值符合機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況，保護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)更為科學(xué)合理，避免機(jī)組再次發(fā)生類似過電壓事故。

2.4檢查廠變絕緣狀況

針對(duì)30MW發(fā)電機(jī)組的過電壓事故大多發(fā)生在機(jī)組廠變較高的低壓側(cè)端部，所以機(jī)組運(yùn)行人員應(yīng)在對(duì)各個(gè)廠變軟組參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)上，對(duì)廠變低壓側(cè)端部的絕緣部件的狀態(tài)進(jìn)行細(xì)致的檢查和分析。通常來講，30MW發(fā)電機(jī)組的廠變低壓側(cè)端部的絕緣部件與銘牌上標(biāo)注的繞組參數(shù)相同，這便證明在變壓器的內(nèi)部不存在絕緣的問題，但是對(duì)變壓器外絕緣部件進(jìn)行狀態(tài)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)其外部存在絕緣薄弱部位。絕緣薄弱部位之一便是30MW發(fā)電機(jī)組的廠變低壓側(cè)端部的絕緣部件的絕緣裕度不足，而廠變低壓側(cè)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(cè)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(jìn)行緊密的粘連，每層之間容易出現(xiàn)空氣孔隙，并且這種絕緣方式的使用會(huì)進(jìn)一步縮小廠變低壓側(cè)端部和鐵心夾件之間的絕緣凈距，致使廠變低壓側(cè)端部和鐵心夾件之間的絕緣裕度進(jìn)一步降低，影響30MW發(fā)電機(jī)組部件之間的絕緣性能。

2.5其它機(jī)組改進(jìn)措施

對(duì)于30MW發(fā)電機(jī)組的實(shí)際情況提出的改進(jìn)措施為：第一，將發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)連接的消弧線圈檔位進(jìn)行下調(diào)（降低一檔）;第二，對(duì)于廠變高壓段連接電纜出現(xiàn)的過松情況，應(yīng)由維修人員對(duì)其進(jìn)行修正，保障電纜連接的緊固性;第三，對(duì)30MW發(fā)電機(jī)組廠變端部的絕緣部件進(jìn)行加固和強(qiáng)化，并對(duì)變壓器的端部進(jìn)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(hù)套或者熱塑管;第四，在有相應(yīng)條件的基礎(chǔ)上，增加變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的端部與鐵心夾件之間的距離;第五，為了防止30MW發(fā)電機(jī)組在未來運(yùn)行階段出現(xiàn)其他系統(tǒng)故障以及方便在故障出現(xiàn)時(shí)，對(duì)故障的原因進(jìn)行解決分析，建議在30MW發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的二次側(cè)進(jìn)行故障錄波裝置的安裝[3]。

結(jié)束語：

綜上所述，發(fā)電機(jī)的電氣運(yùn)行和控制的重點(diǎn)便是勵(lì)磁系統(tǒng)，其和發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性有著十分緊密的聯(lián)系，這便要求發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行人員需要加強(qiáng)自身對(duì)發(fā)電機(jī)控制操作的理論學(xué)習(xí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備性能以及工作狀況進(jìn)行熟悉了解，認(rèn)真分析出現(xiàn)的問題，將可能出現(xiàn)的事故扼殺在萌芽階段。

參考文獻(xiàn)：

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