高压侧故障厂用电快切装置未启动的原因分析

2015-12-22魏晨曦

电力安全技术 2015年12期

关键词：厂用电低电压主变

魏晨曦

（国电福州发电有限公司，福建福清 350200)

高压侧故障厂用电快切装置未启动的原因分析

魏晨曦

（国电福州发电有限公司，福建福清 350200)

介绍了厂用备用电源在机组安全运行方面的重要作用，分析了一起主变高压侧单相接地故障引起机组保护跳闸时厂用电快切装置未启动的原因，根据实际情况提出了二次方面的改造方案，最后指出在设计厂用电系统时应重视电源的独立性。

厂用电；快切装置；备用电源；接线方式

0 引言

作为发电厂厂用工作电源故障或检修时的后备电源，厂用备用电源在保障机组事故情况或启、停机时的安全运行方面起着至关重要的作用。备用电源设计不合理有可能造成特殊工况下厂用电源丢失，进一步扩大事故。本文介绍一起发电厂主变高压侧单相接地时厂用电快切装置未启动的故障，分析了故障原因并提出相应的解决方案。

1 事故经过

某日，天降蒙蒙细雨，某电厂1号机组正常运行，突然一声巨响，该机组主变高压侧A相套管闪络击穿，1号机组发变组保护动作跳闸，该机组所带的3段母线6 kV 1A段，6 kV 1B段及6 kV脱硫A段工作电源进线开关跳闸；而备用电源进线开关均未启动联锁合闸。运行人员立即发模拟合闸指令使其合闸，1号机组厂用电源短时丢失。

2 快切装置启动方式及切换判据

该电厂厂用电采用ABB公司生产的SUE3000型快切装置，主要有4种启动方式：(1)手动启动，即人为从设备上或远方发快切指令，为并联切换；(2)保护启动，即当保护动作时由保护装置启动快切，为同时切换；(3)开关偷跳启动，即由开关辅助接点变位启动快切，为串联切换；(4)低电压启动(此次故障前未启用该功能)，即相应进线的低电压信号可启动快切，为串联切换。

快切装置切换的4个判据：(1)母线电压和备用馈线电压的相角差判据；(2)母线电压和备用馈线电压的频率差判据；(3)备用馈线电压正常判据；(4)母线电压判据。

3 快切装置未启动原因分析

该故障发生后，首先假设为快切装置切换失败。查看快切装置历史记录及其内部录波等数据，并未发现有此次切换记录，排除切换失败的可能。由于是3套装置的共性问题，且快切装置没有切换记录，判断可能为快切装置未收到启动指令，或是同时收到闭锁指令。从回路分析，主变高压侧接地发生时，快切装置的启动指令及闭锁指令只可能来自发变组保护装置。通过对现场保护装置进行多次故障再现模拟试验，快切装置均未收到任何闭锁指令且切换正确，因此否定了上述假设。

调出1号机组故障录波，将其与实际工况及模拟工况进行对比，最终发现根源所在。由于启备变的特殊接入方式(见图1)，即启备变高压侧与主变高压侧位于同一个系统，当主变高压侧A相套管发生闪络故障时，500 kVⅠ段母线A相电压明显降低，几乎为零。该电压同时又是启备变高压侧A相电压，造成启备变低压侧电压不正常，不符合快切装置的备用电压正常判据。因此，在保护启动快切前，快切装置就已检测到该电压异常，并将快切装置闭锁；且由于保护启动快切装置的方式为同时切换，在保护启动快切装置时，主变高压开关才收到分闸指令，500 kV系统故障还未完全切除，闭锁仍然存在，不具备切换条件，所以3套快切装置均未执行此次切换。故障切除后，备用电源恢复正常，闭锁命令随之复归，因而在查找故障时快切装置显示正常。另外，快切装置无内部录波及历史记录的原因是：装置已被闭锁，未启动切换，所以未启动任何记录。

图1 主接线方式

4 改进措施

由于该电厂启备变无独立电源，当发生主变高压侧接地故障时，厂用电快切装置未进行切换，引发了厂用电源短时丢失的故障。通过对该故障进行分析，得知该厂所有快切装置均存在此安全隐患。

改进方法：可从其他地方引入启备变电源，因该厂地理位置特殊及改进需庞大资金，此种方法实际上无法实现；故而只能在二次方面进行改进，以完善切换功能及方便故障判断。现对全厂6套快切装置进行改造，具体的措施如下。

(1) 启用快切装置的低电压启动功能，并对相关二次回路进行修改，以保证当备用电源恢复正常后快切装置能进行低电压补充切换，此时已不能保证快切及时率。由母线PT柜发出一含PT断线闭锁的低电压启动信号给快切装置，该信号在母线低电压时持续发送直至系统电压恢复。在收到该启动信号后，快切装置与断路器位置联合判断，当6 kV母线电压低于40 %时，再发出一合备用电源断路器的命令。

(2) 增加快切装置内部的保护启动命令触发内部录波的功能，确保在快切判据满足及闭锁时均能启动内部录波，以便进行事故分析。

(3) 当快切装置检测到备用电源电压低时，发出一告警信号至机组录波屏，为异常情况提供判断依据。