某电厂#1、#2机停机全厂停机事件分析及防范措施

瞿海涛

（大唐邓州生物质能热电有限责任公司，河南邓州474150）

某电厂#1、#2机停机全厂停机事件分析及防范措施

瞿海涛

（大唐邓州生物质能热电有限责任公司，河南邓州474150）

本文介绍了某电厂QF1-15-2Z型发电机运行中，由于系统冲击造成全厂失电，保安电源正常启动，保安段电源保证发电机、汽轮机润滑油系统、操作系统及二次保护系统、故障照明正常运行。避免电机转子、汽轮机转子烧瓦或大轴弯曲的事件发生。检查供电系统时发现35KV电缆击穿分析出产生的原因，提出了相应的缺陷处理方法及应采取的预防措施。

发电机；变压器；电缆；击穿

某电厂新安装的两台QF1-15-2Z型发电机于2011年9月投入商业运行，此型号发电机是四川东风电机厂为新能源电厂设计的新型发电机。额定容量15MW，额定电压:6300V，额定电流:1718A，额定功率因数:0.8(滞后)，自投运以来，系统冲击使全厂1号、2号机组跳闸解列，全厂失去厂用电源。投入事故照明和直流系统、保安电源能确保机组安全停运。由于我厂供电35KV系统处在电网末端，变电站运行稳定性较差。频繁发生单相接地相间短路及全厂停电事故。特别是，对电气一次设备损坏进行原因分析及采取相应措施。

1 事件发生前的运行方式

2015年09月07日01时，1号机负荷11.1MW，2号机负荷16.2MW，35kV母线分段运行，6kV母线分段运行、快切保护装置投入运行正常，380V系统为正常运行方式；轴封汽源为#1机三抽供，西侧皮带向1号炉上料，东侧皮带向2号炉上料。1、2号机组运行正常。

2 事件经过

2015年09月07日01时00分46秒，集控室听到明显的冲击声（发电机振动），35kVⅠ生黄电压37.3kV降至0, 1号机负荷由11.1MW降至0,1号机组跳闸；35kVⅡ生黄电压37.5kV降至35.9KV，2号机运行正常，无设备跳闸。检查确认1号发电机出口开关、灭磁开关均已断开。6KV快切装置动作，厂用电系统已由正常运行方式切换为#2主变带。

2015年09月07日01时00分50秒，检查发现Ⅰ生黄1线路保护装置报“Ⅰ生黄线差动保护动作”、发变组保护屏报“1号发电机零功率保护动作”。查1号汽轮机最高转速3093rpm。

2015年09月07日01时00分，将轴封汽源由#1机三抽切换为2号机三抽供。

2015年09月07日01时10分，停运1号炉一次风机、引风机，1号炉闷炉处理，将汽包上水至+300mm。

2015年09月07日01时35分，#1机转速到零，惰走时间35分钟，投入#1机盘车，运行正常。

2015年09月07日02时20分，检查Ⅰ生黄1开关线路侧B相绝缘已击穿，汇报地调杨松潮，申请地调合上生350开关获批准。

2015年09月07日02时22分，将Ⅰ生黄1开关解除备用。断开生351开关，合上生350开关，检查35KV1段母线电压正常，合上生351开关，检查#1主变充电正常。将厂用电由#2主变带切换为正常运行方式。

2015年09月07日02时25分，我厂1号发电机经Ⅱ生黄线并入系统获地调批准，1号炉开始恢复启动。

2015年09月07日04时13分，1号机组主汽温490℃，汽压6.5Mpa，真空-84 kPa,具备冲转条件，1号机挂闸冲转。

2015年09月07日04时23分，1号机定速3000r/min，将高压启动油泵切换为主油泵运行正常。

2015年09月07日04时35分1号机准备并网操作，# 1发电机灭磁开关远方合不上，就地合闸一次正常，联系设备部主任、电气二次班进行处理。

2015年09月07日07时35分 设备部电气二次班人员交代，就地合上1号发电机灭磁开关，远方跳闸正常，可以与系统并列。

2015年09月07日07时37分 #1发电机并入系统。

3 检查情况

3.1 故障录波装置数据分析

3.1.1 1 号发电机故障录波记录情况：

1号故障录波装置自2015年9月07日,0时18分24秒开始录波,持续至0时34分44秒，因为期间持续录波，导致装置死机，后续波形未能录上。

自电网波动开始至装置死机期间，故障录播记录情况如表1。

表1 1号故障录波装置记录表

表2 2号故障录波装置记录表

00:18:24 802ms电网电压开始波动，主变高压侧A、C两相电压升高，B相电压降低,00:21:17 161msB相电压升至最高，之后电压频繁波动。00:27:05 501ms之后波形趋于平稳,B相电压接近为0V,A、C相电压升至线电压。

其间A相电压最高108.67V（38.03KV）,B相最高电压为96.06V(33.62KV),C相最高109.71V（38.39KV）；零序电压最高为115.28V(40.34KV)，最低为18.48V(6.46KV)。

3.2 2号发电机故障录波记录况：

3.2.1 2 号故障录波装置自9月07日,0时18分24秒开始录波，如表2。

至I生黄1开关跳闸前，录波情况和1号故障录波装置相似，开始时主变高压侧A、C相电压升高，B相电压降低。00:21:17 153msB相电压升至最高，之后频繁波动。00:27:05 753ms之后波形趋于平稳,B相电压接近为0V, A、C相电压升至线电压。

其间A相最高106.19V（37.16KV）,B相最高电压为98.01V(34.3KV),C相最高107.78V（37.72KV）；零序电压最高为110.91V V(38.81KV)，最低为19.60V(6.86KV)。

01:00:39s:512ms I生黄1线路跳闸。

跳闸前01:00:39s:486ms，2号主变高压侧三相电压，Ua=105.91V（37.07KV），Ub=1.46V（0.51KV），Uc=107.59V（37.66KV）IA=2.44A（244.31A），IB=11.15A（1115.3A），IC=8.98A（897.99A）

跳闸时，2号主变高压侧三相电压，Ua=86.53V（30.29KV），Ub=12.31V（4.31KV），Uc=12.71V（4.45KV），IA=2.95A（295.03A），IB=9.83A（983.13A），IC=6.93A（692.76A）

跳闸后，01：00：39 593ms 2号主变高压侧三相电压，Ua=82.68V（28.94KV），Ub=19.75V（6.91KV），Uc=98.57V（34.50KV），电流恢复正常。

3.2.2.I生黄1线路保护装置动作情况：

动作时间：2015.09.07 01:00:39s:512ms

动作情况：差动保护动作，最大相差流27.043A，故障相别BC

3.2.3 1号发变组保护装置动作情况：

动作时间：2015.09.07 01:00:40s: 750ms

保护名称：发电机零功率

动作参数：有功P=84.0W Ug1= 113.4414V Ug2=2.6047V Ig1=0.5452A Ig2=0.0132A

频率F=50.9804Hz

IA=0.5485A IB=0.5286A IC=0.5685

4 电气一次设备检查

1号机组跳机后对1号发电机、1号主变、6KV I段、35KV I、II段进行检查，发现I生黄1出线B相支持绝缘子弧光接地、C相出线母排有放电痕迹。9月7日办理I生黄1出线工作票，检查发现B相支持缘子绝缘损坏；C相电缆头绝缘击穿及C相出线母排有电弧烧灼痕迹；I生黄1开关后柜门中间处有电弧烧灼痕迹。

5 原因分析

5.1 直接原因

5.1.1 从0时18分开始，两条线路三相电压变换情况相同，同时报3U0越限，发变组报主变高压侧接地，直至I生黄1线路跳闸。在这个时间段内，2台机组电压、电流、线路侧电流波形对称无畸变，且无负序、零序分量产生。I生黄1线路跳闸后，2号主变高压侧电压仍然不平衡，B相电压低。

可得出电厂侧无故障，是系统侧电压不平衡，电压频繁波动，最终导致B相对地绝缘降低，电压降低。

5.1.2 从系统电压波动到I生黄1线路跳闸，持续时间42分钟，期间A相电压最高108.67V（38.03KV）,B相最高电压为96.06V(33.62KV),C相最高109.71V（38.39KV），到00:27:05 753msB相完全接地。三相电压最高值均达到线电压，最终导致I生黄1开关C相出线电缆绝缘薄弱点放电击穿，放电灼伤C相出线母排、B相支持缘子及开关后柜门中间处。

5.1.3 从故障录波记录的主变高压侧电流可以看出，在I生黄1线路保护动作前，B相也接地，出现B、C两相短路接地，经电气一次打开开关柜现场检查得出I生黄1开关出线B相、C相在开关后柜门中间处短路接地，线路光纤差动保护动作，跳开I生黄1开关。

5.1.4 在线路差动保护动作后，I生黄1开关跳开，发电机零功率保护条件满足，保护动作跳机。

5.2 间接原因

工程施工期间，I生黄线35KV电缆头制作工艺不规范C相电缆制作中主绝缘层存在电工刀划伤痕迹详见照片，监督不到位。C相电缆头击穿图如下：

6 暴露问题

6.1 35KV系统稳定性差。

6.1.1 邓州市黄庄变电网系统脆弱，频繁发生系统故障及系统冲击。#1、#2机组送出线路接入黄庄变电站，而黄庄变电站处于南阳电网末端，系统稳定性差，对我厂#1、#2发电机、变压器经常性的造成冲击，自投产以来经常受到系统冲击，最多在十个小时内受到冲击4次。冲击中，三相电流、电压不平衡的突变严重威胁到机组安全。

6.2 设备存在隐患

6.2.1 2014年7月22日II生黄线路故障和2015年9月7日I生黄线路故障。说明35KV出线电缆头抗拒系统过电压能力薄弱，无法抵御35KV系统频繁出现的电压波动和过电压。

6.2.2 35KV出线开关选型存在不适宜问题，原35KV出线开关为真空开关，无法保护开关出线电缆接头，致使系统出现电压波动和过电压在电缆接线头处出现两次放电现象。

6.2.3 故障录播装置采用的是浪拜迪LBD-MGR-8000型的装置，自投产以来运行正常，在规程要求内进行校验合格。此次出现死机情况，暴露了设备存在隐患或者定值设置不合理问题。

暴露运行设备异常情况下不能正确应对判断。特别是：在雷雨天气情况下是否制定一些措施如系统发生一点接地时我们能否及时联系地调采取措施确保机组设备安全。

7 解决方案及防范措施

7.1 I生黄线路电缆检修完，进行耐压试验合格后方可投入运行。

7.2 将现35KV出线开关由真空开关升级为SF6GIS开关。这样可以减少由于供电系统故障造成高压电器设备损坏。将电网系统故障防御到供电网内，通过SF6GIS开关改造可以将电缆头引入开关内部提高电缆头绝缘等级。

7.3 联系故障录波装置厂家，询问此次装置死机情况，解决设备存在问题，消除隐患，杜绝类似事情发生。

7.4 加强日常设备巡视，及时发现设备缺陷避免设备运行中发生故障。根据邓州市当日天气情况，如雷雨天气、炎热夏天及系统不稳定时适当降低负荷运行。

7.5 加强运行人员在出现异常时的处理，在出现异常、接地情况时，及时采取措施，降低负荷或停运设备，降低系统方面不稳定导致我厂机组设备的损害。

7.6 增加系统运行稳定性，联系地调，建议35KV母联开关（生350）合闸运行，在采用非标准运行方式时履行相关的审批手续。

7.7 严格按照集团公司《电力设备交接和预防性试验规程》（Q/CDT107 001-2005）要求，3-5年内进行耐压试验。

［1］涂光瑜.汽轮发电机及电气设备［M］.北京：中国电力出版社.

［2］张建平.电气设备检修技术问答［M］.北京：中国电力出版社.

［3］范锡.发电机厂电气部分［M］.北京：水利电力出版社.

［4］何仰赞.电力系统分析［M］.武汉：华中理工大学出版社.

［5］许正亚.电力系统继电保护［M］.北京：中国电力出版社.

The Analysis and Countermeasure of the Whole Plant Shutdown Event of#1 and#2 in A Power Plant

Qu Haitao
(Datang Dengzhou Biomass Energy Thermoeletricity Co.,Ltd.Dengzhou Henan 474150)

This paper introduces a QF1-15-2Z type generator in operation,due to the impact caused by the loss of power system security,power start,power generators,ensure the security section of steam turbine lubricating oil sys⁃tem,operating system and two protection system,the normal operation of lighting fault.To avoid the occurrence of mo⁃tor rotor,turbine rotor burning tile or large shaft bending.Check the power supply system to find out the causes of the breakdown of the 35KV cable and put forward the corresponding defect treatment methods and preventive measures should be taken.

generator;transformer;cable;breakdown

TM621

A

1003-5168（2016）12-0081-03

2016-11-28

瞿海涛（1966-），男，专科，研究方向：电气专业技术管理。