广西大学电气工程学院 龙滩水力发电厂
【摘 要】500kV开关出现误跳闸情况，会对相关地区整个电网的安全运行都会造成影响；而如果是设备故障引起的开关跳闸，那么该地区的电网极有可能会和主电网运行脱离，从而引起重大安全事敌的发生，给当地人民的生命和财产带来不可估量的损失。本文就500kV开关误跳闸事件进行分析，并提相应的改善对策。
【关键词】500kV开关；误跳闸事件；对策
前言
在电力系统的运行过程中，断路器的失灵保护可以为断路器的拒动状态提供有效的后备保护，确保电力系统运行的可靠性。但是，如果失灵保护关系到联跳的其他设备，失灵保护的误动就会对系统的正常运行造成威胁。500kV变电站中的二次保护系统相对复杂，联跳的回路较多，在进行技改施工时很容易对其它运行设备的运行造成影响，而出现开关误跳闸的情况。
1.500kV开关误跳闸事件概述
1.1某电厂电气主接线介绍
以某电厂为例，发电机出口经一隔离刀闸与500kV主变低压侧相连接，500kV系统的接线方式为3／2。正常的运行状态下，两组母线同时运行，所有断路器与隔离刀闸都正常闭合。该接线方式的优点是：多环路供电，可靠性高，任一组母线故障或检修时，只断开与此母线相连的所有断路器，所有回路都不会停电；任一断路器检修时，所有回路都不会停电（每个回路都经过两台断路器供电）；甚至在一组母线母线故障或两组母线同时故障的极端情况下，也不中断供电。机组停机时，断开与该机组相连的500kV两台断路器，拉开发电机出口隔离刀闸后，将停机时断开的两台500kV断路器重新合闸使回路合环运行。提高了500kV系统的可靠性。
1.2500kV系统开关误跳闸事件
该电厂2号机组调峰停止运行后，500 kV系统中的两个开关5021、5022继续以正常合环方式进行运行，该机组处于临时停机检修的状态。当天下午15点30分，500kV系统的两个开关5021、5022突然跳闸，集控室发出一报警信号为“2号发电机组第2套保护动作”，并且2号发变组的第2套继电保护屏上发出“发电机转子接地保护动作”的信号。
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2.500kV系统开关误跳闸事件分析
2.1500kV系统开关误跳闸事件产生的原因
2号机组停止运行后，工作人员履行了相关的工作票，对2号发电机的碳刷滑环进行系列的检查，对该发电机组的各个设备进行检修维护。但是，由于工作人员采用不正确的作业方式进行作业，引发了发电机励磁系统接地，是导致2号发电机转子一点出现接地保护动作，出口全部停止运行的直接原因，致使500kV系统的第2串开关5021、5022出现误跳闸，让该电厂一侧的500 kV环路供电方式呈现解环状态。
2.2继电保护动作分析
发电机的转子接地保护原理，主要是注入电压式转子一点接地保护，以确保在发电机运行或者停止运行时，也可以对发电机励磁回路的对地绝缘情况进行监视。保护动作主要可分为分两段式：一段定值为15kQ，延时为1.5S，二段定值为5kQ，延时则设置为3S。转子接地保护的第l时间限动作为信号，第2时限动为全停，主要步骤为：跳开发电机断路器5021与5022—灭磁—断开高厂变分支的开关—启动厂用电切换—启动失灵保护。
3.降低500kV系统开关误跳闸事件的对策
3.1对发电机碳刷的维护工作进行高度重视
发电机组长时间的连续运行，其内部的励磁碳刷或者是大轴接地碳刷，就会因为长时间的工作而出现磨损，导到碳刷变短、接触不良、出现火花、电流偏大以及温度偏高等情况，这时就需要工作人员对其进行及时的维护。在对碳刷进行维护的过程中，工作人员面对的是高速旋转的发电机，周围的环境温度较高、噪音也相对较大，并且发电机的碳刷属于一性次设备，和发电机二次设备的安全也息息相关，即便是在停机的状态下进行维修工作，也有可能使发电机出现保护误动作，因此，工作人员必须严格依照相关的操作规范对运行中或是停机状态中的发电机励磁和大轴接地碳刷的进行维护。
为了在日常工作中对发电机的励磁或接地刷碳的清扫、更换以及调整工作进行规范，降低维修过程中发生的人身或是设备事故，工作人员应该依据《电业安全工作规程》和现场安全生产的相关规定，并结合实际情况制定出一套更加完善维修管理方案，对操作人员的资格、方法、对各类工具的需求、维修工作中的着装要求、需使用的劳动防护用品、工作的风险评估等进行明确，并实施相关的人身安全的组织、保护误动、拒动的继电保护安保等措施。
3.2换发电机碳刷时，关注转子接地保护的投退问题
在跳闸事件发生之后，电气设备的一、二次专业人员应该及时的召开事件分析会议，针对发电机的励磁碳刷、大轴接地碳刷等工作进行分析，对降低保护误动与拒动的问题进行相关的研究。
第一，对碳刷进行更换时也有可能会引起发电机的保护误动作，尤其是对大轴接地碳刷进行更换时，接地点较容易出现松动，进而引起发电机保护误动。由于很多电厂的发电机转子接地保护的原理，都是注入电压式转子一点接地保护原理，所以转子一点接地产生的故障也可能会对发电机本身造成伤害。因此，工作人员在对发电机的碳刷进行更换前，需要做好充足的准备，以便更换工作可以有计划的进行。在更换的过程中，应确保在同一极的碳刷上进行操作，如果在更换的过程中出现异常情况，且故障点比较明显，则证明两点接地的可能性较小。
碳刷更换的操作人员应该及时与集控、继电保护人员联系，以便在出现一点接地保护警报时，可以及时停止工作，并做出适当的处理，以减少停机给500 kV系统造成的冲击，降低电厂的经济损失。在对转子接地保护中的碳刷进行更换时，工作人员工作时可以对其保护的信号功能进行保留，退出跳闸功能之后，再让其恢复工作，以避免开关误跳闸的情况发生。
第二，基于转子两点接地故障具备较强的危害性，发电机的主保护转子接地保护应该随时保持较好的完整性，尽量不要退出跳闸功能，以有效的避免发电机转子在出现更严重的故障时，保护动作拒动而发生严重的安全事故。
结束语
综上所述，该电厂发电机碳刷的维护，是导致500kV系统开关误跳闸事件的一个重要原因。因此，相关的工作员应该对碳刷更换工作中需要注意的要点进行充分的了解，站在不同的角度上对其进行深入的研究，提高碳刷的维护工作的安全性，降低发电机组碳刷维护工作给机组的运行和工作人员人身安全带来的威胁。
参考文献：
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[2]朱俊杰，李旭东.500kV线路事故跳闸事件的分析与建议[J].电力与能源，2013，34（1）：60-61.
论文作者:庞万禄
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第9期
论文发表时间:2016/8/16
标签：碳刷论文; 发电机论文; 转子论文; 断路器论文; 工作论文; 机组论文; 系统论文; 《低碳地产》2015年第9期论文;