變壓器組高壓斷路器單相運行故障分析與防止對策

付元中

徐州華鑫發(fā)電有限公司 江蘇 徐州 221000

引言

在我國社會不斷發(fā)展的過程當中，社會對于電力能源具有了更高的需求，也因此使發(fā)電廠在我國得到了較多的建設(shè)。在電廠運行當中，經(jīng)常會發(fā)生高壓斷路器單相運行故障的情況，并因此對以及發(fā)電效果產(chǎn)生影響。對此，即需要能夠積極做好對策的把握，以科學措施的應(yīng)用避免故障問題的發(fā)生。

1 案例分析

我國某電廠，某日在運行當中2號機發(fā)生停機操作，停機且聯(lián)跳主變高壓斷路器。因B相開關(guān)拉桿折斷沒有跳開，則因此使發(fā)電機單相運行電流存在沖擊情況。其中，靜子電流在經(jīng)過多次擺動后，達到表刻度的最大值，此時有功功率為0，主變中性點放電，動下母線差動保護動作，元件全部跳閘。在此當中，2號機中性點避雷器當中的兩節(jié)發(fā)生損壞，轉(zhuǎn)子磁極引線發(fā)生變形情況，定子的接頭位置瀝青融化，中性點放電間隙發(fā)生燒損情況。有一日，在2號機開機并列時，主變斷路器C相發(fā)生單相合閘情況，在完成并列之后，機組發(fā)生強烈的振動，主變中性點放電。當該情況發(fā)生后，值班員及時進行停機操作處理，在停機的同時聯(lián)跳主變斷路器，此時放電情況依然存在。在現(xiàn)場對主變C相開關(guān)合閘情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)當主變中性點爆炸后，發(fā)電機異常情況消失，經(jīng)進一步檢查發(fā)現(xiàn)阻尼線環(huán)位置存在過熱情況[1]。

2 故障分析

根據(jù)電力系統(tǒng)故障可以了解到，主變斷路器單相合閘是兩相斷線故障導(dǎo)致的。當主變中性點不接地出現(xiàn)單相合閘情況時，因主變中性點對地電壓較高，則因此使中性點在放電間隙發(fā)生放電情況，對地阻抗下降至0。根據(jù)計算可以了解到，此時負序電流同正序電流值相等，最大正序電流為額定電流的1.93倍。當電機經(jīng)過正序電流時，同步力矩則能夠保證系統(tǒng)能夠同發(fā)電機保持同步。在此當中，負序電流形成的功率則將以發(fā)熱形式在勵磁繞組以及靜子繞組位置消耗，以此使發(fā)電機遭受到嚴重的危害[2]。

當電機經(jīng)過變壓器某相同電網(wǎng)進行連接，但中性點沒有接地時，則缺少同步力矩。此時，發(fā)電機功率同原動機輸入功率具有聯(lián)系。因原動機輸入轉(zhuǎn)矩無法保證電網(wǎng)同電機一致性，則將在此當中形成頻率差，以此使中性點形成較高的過電壓對地放電，以此使中性點對地零序阻抗下降接近于零。兩側(cè)電流回路溝通，在單相電流作用之下，則使得電機測流過兩相電流，在正序分量的情況下使電機形成同步力矩，逐漸減少電網(wǎng)同發(fā)電機之間的頻率差。當電弧熄滅之后，中性點對地阻抗將變?yōu)闊o窮大，此時電網(wǎng)同發(fā)電機無法保持同步，在經(jīng)過該種循環(huán)之后，無法消除故障，進而導(dǎo)致母線跳閘以及避雷器爆炸事故的發(fā)生。

3 應(yīng)對方式

為了避免斷路器發(fā)生單相合閘故障問題，則需要能夠在日常工作當中強化對于設(shè)備的檢修維護工作，保證其能夠得到可靠的動作，從操作方式角度避免其發(fā)生事故問題。當在主變高壓側(cè)開關(guān)單相合閘位置發(fā)生主變中性點接地情況時，則將在發(fā)電機側(cè)形成具有穩(wěn)定特征的兩相電流，其正序分量能夠保證系統(tǒng)與發(fā)電機的同步運行。對此，則需要能夠在發(fā)電機開機以及停機當中做好以下步驟的使用，以此避免發(fā)生非全相事故進一步擴大的問題：第一，在開機之前，需要能夠做好主變中性點的投入，在并列之后，需要根據(jù)實際需求切除主變中性點；第二，在停機之前，需要能夠先將主變中性點投入，之后解列開關(guān)，避免在停機操作當中使用手聯(lián)跳主變高壓斷路器方式，避免斷路器在發(fā)生非全相跳閘事故后，因形成較大的正負序電流而減弱有功以及無功功率，在減到空載之后解列開關(guān)而停機；第三，當高壓斷路器單相合閘故障問題發(fā)生之后，如機組具有低壓分支線開關(guān)的設(shè)置，則可以將系統(tǒng)與低壓開關(guān)速并列，以對稱的方式運行，之后對非故障開關(guān)進行串聯(lián)解列處理。如機組不具有抵壓分支線開關(guān)，則可以直接在系統(tǒng)當中通過串聯(lián)開關(guān)的使用對故障開關(guān)解列進行替代[3]。

在該電廠進行變停機操作時，在主變中性點投入，負荷調(diào)至零解列之后，斷路器發(fā)生了C相拒分故障問題。在投入主變中性點的情況下，則能夠保證電網(wǎng)同點擊始終保持同步，此時，值班員對發(fā)電機分支線開關(guān)進行應(yīng)用，從13.8V側(cè)同電網(wǎng)并列，以此使電機恢復(fù)到三相對稱的運行狀態(tài)當中。通過上述措施的應(yīng)用，則能夠避免開關(guān)非全相所導(dǎo)致設(shè)備的損壞問題。同時，也需要能夠在二次回路上做好措施的應(yīng)用，以此實現(xiàn)非全相事故的控制。

在斷路器實際操作當中，在并列以及解列處理之前，主變中性點都處于投入狀態(tài)，但在部分情況下，斷路器是在主變中性點斷開情況下進行的動作，如聯(lián)鎖切機等。此時，如果發(fā)生單相開關(guān)拒動的情況，則將進一步擴大事故發(fā)生范圍。對此，則可以在中性點放電間隙在LH回路做好過流保護的設(shè)置，當保護發(fā)生動作時，通過電動機構(gòu)實現(xiàn)主變中性點的自動投入。同時，機組強勵信號裝置、開關(guān)發(fā)生非全相保護時，也是非全相故障提前發(fā)現(xiàn)的信號，需要能夠在此當中強化監(jiān)視，以此最大程度將事故消滅在萌芽狀態(tài)當中[4]。

4 結(jié)束語

斷路器是電網(wǎng)運行當中的重要組成部分，其運行情況將直接關(guān)系到電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。在上文中，我們對變壓器組高壓斷路器單相運行故障分析與防止對策進行了一定的研究。在實際工作開展過程當中，需要能夠?qū)υ擁椆ぷ餍纬沙浞值恼J識，對常見問題采取措施充分做好分析，積極采取措施做好斷路器防護工作，以此最大程度保障斷路器的安全穩(wěn)定運行。