小型水電站機(jī)電設(shè)備事故分析及處理

袁雪蓮

(遼寧省觀音閣水庫管理局，遼寧 本溪 117100)

1 概述

某水電站裝機(jī)為3×6500kW混流機(jī)組，額定水頭51m，機(jī)組出口電壓為6.3kV，主接線為6.3kW母線和66kV的單母線，單元接線方式為發(fā)電機(jī)—變壓器—線路。戶內(nèi)高壓開關(guān)為少油斷路器，定子絕緣等級為B級。電站2001年投入運(yùn)行以來，因設(shè)備質(zhì)量原因及人為操作不當(dāng)，先后發(fā)生了機(jī)組出口油開關(guān)非同期合閘、機(jī)組出口開關(guān)觸頭融化崩裂、10kV線路短路引起越級跳閘和電流互感器燒毀、定子疊片松動等事故。

2 機(jī)組出口油開關(guān)非同期合閘

2.1 事故過程描述

這類事故先后發(fā)生了兩次。第一次機(jī)組運(yùn)行工況是一臺機(jī)組和一臺主變運(yùn)行。接到增加一臺機(jī)組發(fā)電的指令，運(yùn)行人員做好啟動前的檢查和準(zhǔn)備工作后，投入開機(jī)并網(wǎng)同期開關(guān)，但這時值班人員發(fā)現(xiàn)兩臺機(jī)組運(yùn)行需要再投入一臺主變，就急忙地投入了2號主變的同期開關(guān)。隨著同期開關(guān)的投入，機(jī)組的出口開關(guān)隨即合閘，發(fā)電機(jī)變成電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來。第二次是投入機(jī)組同期開關(guān)，機(jī)組就合閘轉(zhuǎn)動起來。

2.2 原因分析及解決辦法

a.設(shè)備原因。通過對同期回路的檢查，發(fā)現(xiàn)主變同期回路直流電源正負(fù)極接反。同期回路是公共母線，若兩個同期開關(guān)同時投入，則不需要經(jīng)過同步檢查，繼電器就會自行接通機(jī)組合閘回路，導(dǎo)致合閘繼電器動作使油開關(guān)合閘。解決辦法是將主變同期回路接線正負(fù)極對調(diào)，經(jīng)過多次模擬試驗(yàn)，投入同期開關(guān)即合閘的現(xiàn)象未再發(fā)生。

b.人為原因。違反操作程序，開機(jī)前未做好主變投入準(zhǔn)備，同期開關(guān)同時投入。解決辦法是加強(qiáng)管理和培訓(xùn)，制定開機(jī)準(zhǔn)備程序卡，嚴(yán)格按程序操作。

3 機(jī)組出口開關(guān)觸頭融化崩裂

3.1 事故過程描述

發(fā)電機(jī)正常滿負(fù)荷運(yùn)行，高壓開關(guān)柜室突然一聲爆響，濃煙滾滾，機(jī)組因過電流保護(hù)動作而停機(jī)。出口油開關(guān)B相觸頭過熱，引起有機(jī)玻璃護(hù)罩熔化，炭化后形成煙霧導(dǎo)致相間短路，空氣被驟然加熱引起爆炸，將開關(guān)柜后蓋板崩開。A相、C相有機(jī)玻璃護(hù)罩下端均有熔化現(xiàn)象，機(jī)組因過電流保護(hù)動作而停機(jī)。

3.2 原因分析及解決辦法

引起過熱的原因是觸頭壓緊力不夠，時間過長引發(fā)過熱。解決辦法:加強(qiáng)巡視，及時發(fā)現(xiàn)是否存在開關(guān)觸頭發(fā)紅、變色、異味等現(xiàn)象;更換觸頭，在觸頭處涂抹導(dǎo)電膏，增加接觸嚴(yán)密性，避免出現(xiàn)氧化等現(xiàn)象。

4 10kV線路短路引起越級跳閘和電流互感器燒毀

4.1 事故過程描述

發(fā)電機(jī)組的額定電壓為6.3kV，經(jīng)升壓后并入66kV系統(tǒng)。10kV線路專為壩區(qū)供電，經(jīng)聯(lián)絡(luò)變壓器從66kV降為10kV供電。事故發(fā)生時三臺機(jī)組同時運(yùn)行，由于壩上配電盤內(nèi)相間短路，熔斷器未能熔斷及時切斷故障電流，致使66kV線路開關(guān)過流保護(hù)動作而跳閘，跳開系統(tǒng)開關(guān)，但此時機(jī)組并未跳閘繼續(xù)向短路點(diǎn)送電，直至機(jī)組也因過流保護(hù)動作跳閘，最終切斷了事故電流。壩上配電盤內(nèi)相間短路沖擊導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)變壓器保險熔斷一相，發(fā)生很大震動，并直接導(dǎo)致1號10kV線路開關(guān)的兩相電流互感器也因過流而燒毀。

4.2 原因分析及解決辦法

經(jīng)過調(diào)查，壩上配電盤熔斷器熔絲規(guī)格不匹配，不能及時熔斷;10kV線路開關(guān)的過流保護(hù)整定值不正確致使保護(hù)不能及時動作 (這是工作人員的疏忽造成的)，兩個問題疊加造成越級跳閘，嚴(yán)重干擾了電力系統(tǒng)和機(jī)組的安全運(yùn)行。事故產(chǎn)生的原因總的來說是未按規(guī)定裝設(shè)熔絲，未按規(guī)定定期試驗(yàn)和檢查。解決辦法是制定詳細(xì)的設(shè)備試驗(yàn)和運(yùn)行規(guī)程，定期檢查和試驗(yàn)。

5 定子疊片松動

5.1 事故過程描述

值班人員巡視時發(fā)現(xiàn)2號機(jī)組有異常的尖叫聲，經(jīng)技術(shù)人員初步判斷是定子疊片松動。這種聲音是高頻振蕩，非專業(yè)人員不能聽出來，且必須在某個特定角度或位置才能聽出來，因此極不易被發(fā)現(xiàn)。

5.2 原因分析及解決辦法

定子疊片松動會產(chǎn)生較大的電磁振動和噪音，磨損定子繞組絕緣，危害性極大。解決的唯一辦法是緊固定子疊片緊固裝置。處理時需要避免鐵屑、焊渣等雜物落入定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙內(nèi)。

6 結(jié)語

上述事故造成了較為嚴(yán)重的損失，影響了水電站的安全運(yùn)行。為避免同樣事故再次發(fā)生，必須從兩方面入手，才能達(dá)到安全運(yùn)行的目的。一是提供充足的資金，從硬件入手，及時進(jìn)行設(shè)備更新改造，從根本上杜絕事故發(fā)生;二是從軟件入手，加強(qiáng)人員管理，提高技術(shù)培訓(xùn)質(zhì)量，編制可行的操作規(guī)程并貫徹執(zhí)行，最大限度地避免人為誤判。

［1］戴鈞，王洪云.中小型混流式水輪發(fā)電機(jī)組機(jī)械檢修及主要易損部件的修復(fù)技術(shù)［M］.北京:中國水利水電出版社，2007.

［2］孫效偉.水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備運(yùn)行［M］.北京:中國電力出版社，2010.

［3］袁志剛，何享鴻，李湘琪.一起小型水電站非同期并網(wǎng)事故的分析及處理［J］.湖南水利水電，2007(6):59-60.

［4］汪鵬.發(fā)電機(jī)非同期并網(wǎng)事故分析和改進(jìn)措施［J］.湖北電力，2008，32(5):33-24.