发电厂主变高压侧出线隔离开关辅助回路优化
林良柱
(广州恒运企业集团股份有限公司,广东广州 510530)
摘 要: 在发电厂发变组二次回路中,主变高压侧出线隔离开关的辅助回路,通过其回路发信至DEH作机组并网信号、发变组保护动作出口经此回路至主变高压侧两个断路器的跳闸回路,因此有着极其重要的作用。本文以印尼棉兰2×220MW电厂的#2机组并网带负荷后,因#2主变高压侧出线隔离开关回路故障造成断路器无法跳开的事故案例,展开对主变出线隔离开关的辅助回路优化的讨论。
关键词: 主变高压侧；隔离开关；扩展继电器；跳闸回路；辅助接点
0 前言
在升压站采用2/3接线中,为了升压站的运行的灵活性,常会有机组不发电时,会将主变高压出线隔离开关分开后,合上两断路器(边断路器及中断路器)并联两母线或另一出线的运行方式。因此,至机组的DEH并网信号、发变组保护出口跳闸、机组紧急跳闸待均必须通过主变高压侧出线隔离开关的辅助接点闭锁。以下将以印尼棉兰2×220MW电厂#2机主变高压侧并网断路器拒动事故引申讨论其主变高压侧出线隔离开关的辅助接点的问题及优化。
1 故案例的经过及原因
印尼棉兰2×220MW电厂采用发电机不设出口断路器的单元接线方式经主变引接至275kV升压站系统,升压站采用2/3接线方式再经两回线路接入印尼当地电网系统。#2主变接入升压站为第四串(不完整串,主变高压侧经过出线隔离开关6A4-3至高压侧两断路器6AB4、6A4)。事故经过:当地时间2014年8月5日12:25,#2机组并网带负荷后,运行正常,在2014年8月5日22:05,汽机DEH(汽轮机数字电液控制系统)系统自动发指令汽机减负荷,运行人员在发电机减负荷后接近至5MW时,运行人员想使用运行操作台上按下主变高压侧断路器紧急跳闸按钮跳开#2主变高压侧断路器6AB4、6A4,将#2机组解列。但按下紧急跳闸按钮多次后仍无法跳开#2主变高压侧断路器6AB4、6A4,而汽机仍然在减负荷,使得发电机逆功率运行,从而发变组保护中发电机逆功率保护已动作,发变组保护装置已出口跳闸,但仍然无法跳开#2主变高压侧断路器6AB4、6A4。在发变组保护动作后3.5秒(断路器失灵保护动作出口延时时间)升压站的#2主变高压侧断路器6AB4、6A4各自断路器保护失灵动作,最终将#2主变高压侧断路器6AB4、6A4跳开,#2发电机解列。
图1 至DEH系统的并网信号回路图
图2 主变高压侧出线隔离开关合闸回路扩展继电器图
事故原因:为何汽机DEH系统会自动发指令减负荷。经检查发现,发变组的二次回路中有三个并网信号(此并网信号为两断路器辅助接点合闸位置并联后串联主变出线隔离开关扩展继电器的常开接点,如图1所示)在并网后应该同时发至DEH系统,但当时此三个并网同时从合位变分位,DEH逻辑判断中认为机组已解列,要自动减负荷逐步关汽机调节门。而在运行操作台紧急跳闸按钮及发变组保护动作出口均无法跳开#2主变高压侧开关6AB4、6A4。经检查发现操作台紧急跳闸按钮跳闸回路和发变组保护动作出口跳闸回路均串主变高压侧出线隔离开关的扩展继电器辅助接点回路,而此主变高压侧出线隔离开关的扩展继电器接点没能接通,所以造成两个断路器均无法跳开。以上两问题都由于回路中使用到了出线隔离开关的扩展继电器的辅助接点,而扩展继电器拒动或烧坏会使其接点不动作,就会发生上述事故,而本次事故最终原因为在此扩展继电器回路中有一处端子二次线没有拧紧,在长期运行中松动,无法启动扩展继电器,所以其所有接点均不接通。就造成以上事故的发生,两断路器均拒动的情况。图2所示为主变高压侧出线隔离开关合闸回路扩展继电器图及二次松动位置。
图2中,由于无法启动出线隔离开关扩展继电器,而扩展继电器的辅助接点又串联于断器路的跳闸回路一和跳闸回路二中,如图3所示(因两台断路器跳闸回路相同,在此举例一台断路器跳闸回路)。
图3中,因发变组保护动作出口及紧急跳闸开入都是需要经过扩展继电器的辅助接点后才将断路器跳闸线圈带电实现断路器跳闸。由于扩展继电器没有启动,两台断路器6AB4、6A4在发变组和紧急跳闸按钮都无法跳开。事故最终是由于发变组保护动作后同时发启动失灵信号至升压站的两断路器6AB4、6A4的断路器保护装置,后者断路器失灵保护动作经延时跳开此两断路器6AB4、6A4。本次事故中,没有对升压站外线造成影响,尚没有扩大事故范围,但因机组发变组保护无法将两台断路器跳开,也使发电机短时逆功率运行,事故发生后对各设备进行彻底检查后,各设备正常。
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2 问题处理及优化
本次事故中诱因是二次线松动造成扩展继电器无法正常动作,但主要问题的源头是隔离开关回路上使用了扩展继电器,而扩展继电器又接入发信和跳闸回路中,所以此扩展继电器运行情况直接关系到整台机组的的安全可靠运行。升压站的隔离开关所接入的重要回路都不应该使用扩展继电器的接点。现有考虑到如下两方面不稳定因素:(1)机组正常运行时此扩展继电器将长时间得电动作,如继电器质量问题使得继电器线圈烧坏或其接点长期运行老化,都会使接点不通;(2)继电器安装在升压站保护屏的后门上(保护屏的主门,常会打开检查),由于此保护屏的后门在运行当中会经常性开门检查,如打开后门产生振动也可能使继电器与继电器座松动,使其接点可能会造成不通现象。以上两方面不稳定因素出现任一种都会造成机组减负荷解列及发变组保护无法跳开断路器,对机组运行带来极大的安全隐患。
(1)回路简单化,各回路不再经过扩展继电器,回路简化后,稳定性增强。(2)长期带电可靠运行,使用隔离开关本体接点长期得电也不易发生老化。(3)除去扩展继电器后,不再存在继电器质量问题而引起的断路器拒动的情况。
主变高压侧两个断路器的跳闸回路按此方案进行优化后,其跳闸回路图。如图4所示。
图3 主变高压侧断路器跳闸回路
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#1主变高压侧出线隔离开关同样存在此问题,也按此方案优化。因升压站的设计、安装、调试均为印尼AREVA公司负责,所以在现场与AREVA设计人员、调试人员一同讨论及更改此回路。将不使用扩展继电器的接点串入DEH发信、发变组保护动作出口及紧急跳闸等回路中,直接使用主变高压侧隔离开关的本体辅助接点有以下优点:
对照组采用保守治疗,给予沃丽汀,每次0.2mg,一日3次,2个月。激光组进行激光光凝治疗。术前30min用复方托吡卡胺散瞳6-8毫米,激光裂隙灯、眼与丁卡因表面麻醉用0.5%浓度,全视网膜镜辅助观察眼底病变,点对齐处理,调整激光发射的激光束的参数,根据病变的大小,决定激光治疗点。如果病变较大,可以持续治疗1-2周。
问题处理及优化:(1)全升压站的所有接线箱的二次线及端子进行全面拧紧,全面检查各设备的接线情况。(2)将此#2主变高压侧隔离开关的扩展继电器,将所有用到此扩展继电器的接点(包括至DEH的三个并网信号、6AB4、6A4两台断路器四个跳闸串联接点,一共为7对常开接点),直接引接#2主变高压侧隔离开关本体辅助接点上。
经过上述的处理优化方案更改,也进行多次的模拟试验及回路检查调试后。印尼棉兰2×220MW电厂#2机组多次并网及长时带负荷运行至今,机组运行正常,没有发现因此问题造成机组解列跳闸等情况出现。此主变高压侧隔离开关二次回路更改优化得到了更安全可靠的接线及跳闸回路,对日后机组长期运行及机组维修都打下良好的二次回路基础。
图4 断路器跳闸回路中更改直接使用主变高压侧隔离开关本体接点
3 结语
由于印尼电网现时还在发展阶段,所以印尼AREVA公司设计二次回路中,会有所欠缺,印尼电网也没有像我国相关的继电保护及二次回路的规程规范,更缺少类似的继电保护及二次回路的反事故措施等手段来确保回路可靠性,使得其二次回路方面相对比较薄弱。上述事故中,就此主变高压侧隔离开关使用扩展继电器用以保护跳闸等重要回路的问题,本人进一步建议:
(1)将DEH信号和发变组保护跳闸出口及紧急跳闸等重要回路所使用隔离开关本体接点外,如果隔离开关本体有更多备用常开接点的情况下,最好将所有回路中所需用到隔离开关接点回路的都统一引接到隔离开关的本体接点上,回路中少一个环节就多一份安全稳定。(2)升压站的重要二次回路上不单指会使用到隔离开关辅助接点,还会使用到断路器的辅助接点,所以都要直接引用断路器的本体辅助接点,不能使用扩展继电器接点。
由于使用隔离开关或断路器的辅助接点接入的回路较多,其辅助接点如数量有限,需在工程开展前对隔离开关及断路器的二次回路进一步详细检查所要的辅助接点数量,与设计院及生产厂家进行要求,使隔离开关及断路器接点数量能完全满足各回路的需求,避免再次使用扩展继电器。在当年国家能源局第161号文《防止电力生产事故的二十五项重点要求》第3.4点“断路器或隔离开关电气闭锁回路不应设重动继电器类元器件,应直接用断路器或隔离开关的辅助触点;操作断路器或隔离开关时,应确保待操作断路器或隔离开关位置正确,并以现场实际状态为准”。这也进一步规范防止此类问题发生。现在我们国外工程的增多,接触的国外公司也会随之增加,因不同国家的电网系统差异,其所设计的二次回路都不尽相同,所以在接触工程上需更加注意升压站和机组间的二次回路配合问题,完善及排查问题回路,杜绝类似的事故再次发生。
参考文献
[1] 《电气工程电气设计手册(二次部分)》中国电力出版社.
[2] 《印尼棉兰电厂升压站二次回路图》印尼AREVA公司.
[3] 《防止电力生产事故的二十五项重点要求》国家能源局第161号文.
中图分类号: F407.61
文献标识码: A
文章编号: 1671-2064(2019)06-0167-03
收稿日期: 2019-01-16
作者简介: 林良柱(1982—),男,广东阳江人,专科,主要从事火力发电厂高压电气设备试验、保护装置以及电气设备检修工作。
标签：主变高压侧论文; 隔离开关论文; 扩展继电器论文; 跳闸回路论文; 辅助接点论文; 广州恒运企业集团股份有限公司论文;