水電站運行中受雷擊系統(tǒng)失壓的探討

伍灼強

（廣東梅雁吉祥水電股份有限公司壩頭水電站 廣東省梅州市 514761）

水電站運行中受雷擊系統(tǒng)失壓的探討

伍灼強

（廣東梅雁吉祥水電股份有限公司壩頭水電站 廣東省梅州市 514761）

在水電站運行中總是會有安全事故的發(fā)生，系統(tǒng)遭受雷電的沖擊，跳閘是常有的事，本文就是結(jié)合實際情況和工作經(jīng)驗，探討一下雷擊系統(tǒng)失壓后運行人員的應(yīng)對措施及注意事項，以供同行參考。

水電站運行；系統(tǒng)失壓；雷電；水輪機；發(fā)電機

1 概述

在水電站運行中，特別是在雷雨天氣，對于水電站運行人員來說主變跳閘或線路跳閘是常有的事，引起二次事故的概率是比較高的，特別是對中大型水電站的影響較大。本文著重探討一下系統(tǒng)突然失壓了，運行人員的應(yīng)對，對于事故的處理，對電站運行安全的考量。

水電站一般都是建在比較偏遠(yuǎn)的地方，比如廣東梅州的單竹窩水電站和蓬辣灘水電站就是在邊遠(yuǎn)的山區(qū)，而且兩個電站是共用一條出線到雁洋220kV變電站上網(wǎng)的，由于線路長，穿山越嶺經(jīng)過雷區(qū)，加上兩個電站變壓器的不平衡“搶無功”，在雷雨天氣對于這兩個電站運行是比較復(fù)雜的，對值班員是不小的考驗。首先運行時受雷擊可能會引起過電流、零序等繼保動作，引起機組跳閘或者事故擴大為主變跳閘甚至出線跳閘系統(tǒng)失壓等，其中最嚴(yán)重的就是系統(tǒng)失壓了，系統(tǒng)停電到恢復(fù)時間就比較長了。如果在運行中突然打雷跳閘失壓，這時全廠停電，機組甩負(fù)荷，轉(zhuǎn)速能否控制下來，是否執(zhí)行停機，如不能自動執(zhí)行事故停機就人工操作最快速度把機組停下來。機組停下來后就要最快時間恢復(fù)電源了，檢查系統(tǒng)是否失壓，如果系統(tǒng)失壓就準(zhǔn)備切換廠用電或開啟柴油機供電，恢復(fù)廠用電后，對設(shè)備進行一次巡查，等待調(diào)度指令恢復(fù)系統(tǒng)供電。當(dāng)調(diào)度發(fā)令可以恢復(fù)，則分級執(zhí)行線路恢復(fù)供電，主變充電，廠用電切換系統(tǒng)電源，恢復(fù)輔助設(shè)備，檢查機組及測量絕緣，開機并網(wǎng)運行，以上就是電站從跳閘到恢復(fù)發(fā)電的過程了。由于本人在單竹窩和壩頭水電站都工作過，下面就兩個電站在運行中遇到的亊例來探討一下。

2 事例一

“某次壩頭水電站“2＃主變跳閘亊故”：在某天惡劣天氣雷鳴閃電中，由于感應(yīng)雷的原因，1#主變零序保護動作使2#主變跳閘，廠用電由2#主變供電，這樣就造成3#機組甩負(fù)荷，廠用電消失，全廠漆黑，作者當(dāng)時由于剛工作不久，可以說是茫然而緊張此時迅速反應(yīng)并在電腦監(jiān)控上發(fā)現(xiàn)是2#主變跳閘，3機組甩負(fù)荷，轉(zhuǎn)速未升高，在空載運行，所以帶著照明電筒迅速到低壓室切換廠用電為1＃主變供電，迅速恢復(fù)廠用的供電，使運行中的1＃機組2#機組得于繼續(xù)運行避免停機帶來損失，及時帶領(lǐng)值班工作人員穿好雨衣絕緣鞋做好安全措施到2#主變現(xiàn)場，投入中性對其充電投入運行，最后3＃機組由空載至停機備用作全面檢查。通過此次事故處理可以說是做到操作迅速準(zhǔn)確，使電站迅速恢復(fù)發(fā)電運行，避免了不必要的停機帶來更大的經(jīng)濟損失。

3 事例二

“單竹窩水電站出線因雷擊跳閘事故”某天中午，因打雷引起線路保護動作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)線路跳閘后，迅速到機組現(xiàn)場，這時四臺機組己經(jīng)事故停機自動停下來了，此時由于全廠供電無法短時間恢復(fù)了，值班人員就到潤滑油供油閥現(xiàn)場檢查有無關(guān)閉到位，避免漏油產(chǎn)生，然后到油壓裝置現(xiàn)地關(guān)閉油閥，防止油壓裝置因調(diào)速器串油造成油壓下降，當(dāng)穩(wěn)定下來后，再向調(diào)度了解情況，逐級恢復(fù)，母線充電，兩臺主變充電，檢查機組及絕緣，對所有輔助設(shè)備及其電源做檢查，直至恢復(fù)機組發(fā)電運行。

4 以下就來探討一下電站失壓到恢復(fù)供電的一些注意的地方

（1）有一些水電站特別是小水電由于資金等各方面的原因是沒有設(shè)置備用照明電源或事故照明的，夜晚全廠停電一片漆黑，在黑暗的環(huán)境里容易慌亂，就無法快速鎮(zhèn)定準(zhǔn)確地處理事故了，所以確實沒辦法安裝備用事故照明的，建議多裝一些消防用照明燈來作事故照明用。

（2）對于計算機監(jiān)控的電站來說，要確保監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，要經(jīng)常檢查逆變器是否可靠，備用電池是否能正常使用。有些電站由于監(jiān)控太老舊，可靠性嚴(yán)重下降，一到打雷失壓監(jiān)控就無法正常使用，所有數(shù)據(jù)都無法顯示出來，這給運行人員的判斷是哪級跳閘，機組是否穩(wěn)定控制轉(zhuǎn)速都造成很大困擾，監(jiān)控作為電站設(shè)備的眼睛，時刻要能保證可靠性。

（3）系統(tǒng)失壓與水輪機的考量，系統(tǒng)雷擊失壓，跳閘后機組甩負(fù)荷，由于調(diào)速器性能不一，可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)速上升很快甚至達(dá)過速100%的現(xiàn)象，機組出現(xiàn)逸速時，使轉(zhuǎn)動部件離心力急劇增加，從而增大它的振動與擺度，甚至大大超過規(guī)定的允許值，直至水輪機軸承損壞等等，所以我們要充分認(rèn)識它的危害性，應(yīng)該對機組全面檢查一次，測量它的震動值及擺動值，在確無異常情況機組才能投入運行。

（4）系統(tǒng)雷擊失壓與發(fā)電機的考量，雷電沖擊波對于發(fā)電機線圈絕緣是不小的考驗，對于絕緣薄弱存在隱患的發(fā)電機是有可能擊穿絕緣的，轉(zhuǎn)速升高對轉(zhuǎn)子線圈也有可能引起松動，所以開機前一定詳細(xì)檢查，絕緣是否符合要求，最好使用零起升壓，慢慢加壓，觀察電壓變化，發(fā)電機無異常發(fā)方能并網(wǎng)發(fā)電。

（5）系統(tǒng)失壓與潤滑油及壓力油的考量。因有些設(shè)備更換維修不到位的原因，如潤滑油閥門出現(xiàn)關(guān)閉不嚴(yán)的現(xiàn)象，就要到現(xiàn)地人工關(guān)閉潤滑油閥門來防止漏油，這是要在失壓緊急停機后要考量的問題，要在機組停機以后要迅速關(guān)閉一些閥門，不要因為忽視而造成潤滑油損失。這就要求值班人員要最快的速度判斷事故的性質(zhì)，對潤滑油系統(tǒng)作影響評估。

（6）系統(tǒng)雷擊失壓與輔助設(shè)備的考量，每個電站設(shè)備都有所不同，對于失去廠用電的機組輔助設(shè)備的操作也不同，例如有些功率此較大的設(shè)備，要先打到停止位置，防止投入廠用電或啟用備用電源時輔助設(shè)備同時啟動造成負(fù)荷較大。在投入廠用電以后，應(yīng)對輔助設(shè)備的電源空氣開關(guān)逐一檢查有無跳閘，有無因雷擊造成設(shè)備損壞無法正常投入運行。

（7）系統(tǒng)雷擊失壓與廠房滲漏水的考量，水電站廠房及機組都會有滲漏水，這就要考量廠用電的恢復(fù)時間了，如果長時間無法恢復(fù)廠用電勢必會出現(xiàn)水漫設(shè)備的危險，做好事故預(yù)想，有無應(yīng)對的措施。

（8）系統(tǒng)雷擊失壓與水庫水位及泄洪閘的考量，水電站泄洪閘是靠電機帶動啟閉的，這就要考慮廠用電的恢復(fù)情況，泄洪閘有無因雷擊受損等都要一一檢查，防止不能及時泄洪造成庫區(qū)受淹，能不能有后備方案減少事故發(fā)生的可能性。

（9）系統(tǒng)雷擊失壓與系統(tǒng)擴大性失壓乃至系統(tǒng)瓦解的考量，系統(tǒng)如果瓦解，將影響千家萬戶，對社會帶來嚴(yán)重不便。電網(wǎng)系統(tǒng)重建是一件復(fù)雜的事情，水電站作為系統(tǒng)重建的先頭部隊，在電力系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度指揮下，水電站要發(fā)揮開機靈活機動快速的特征，為系統(tǒng)恢復(fù)作貢獻(xiàn)。

（10）運行中為了能使值班人員快速準(zhǔn)確的操作，應(yīng)該把一些常規(guī)操作票打印出來，結(jié)合現(xiàn)場情況，方便值班人員開票使用，減少失誤增加操作速度。

5 結(jié)束語

綜上所述；根據(jù)雷電波的特點，雖然對線路設(shè)置了避雷線，對變電站設(shè)置了避雷針，對設(shè)備設(shè)置了避雷器等各種防雷措施，但仍然會因雷電安全意沖擊波的造成事故，嚴(yán)重則發(fā)生設(shè)備爆炸著火，影響人身及設(shè)備安全，如果值班工作人員安全意識薄弱處理不當(dāng)將會發(fā)生二次事故及事故擴大，嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全，可能造成大面積停電，給人民生產(chǎn)生活帶來不便及電站更大的經(jīng)濟損失，所以當(dāng)發(fā)生雷擊失壓發(fā)生時，要以沉著冷靜快速準(zhǔn)確的操作，結(jié)合并結(jié)合本電站的實際情況處理問題。作為水力發(fā)電行業(yè)，少人值班是大勢所趨，值班員在應(yīng)對系統(tǒng)雷擊失壓的復(fù)雜性及操作難度是可想而知的。作為從業(yè)工作人員要掌握主設(shè)備的構(gòu)造性能，崗位的規(guī)章制度，熟悉各種運行操作和事故處理方法，堅持預(yù)防為主的方針，結(jié)合安全規(guī)程考核及技術(shù)考核，多做事故預(yù)想，多做事故演練，多做運行總結(jié)，保證水電廠能安全地運行。

[1]《電力系統(tǒng)安全規(guī)程》.2010，06.

[2]廣東梅雁吉祥水電站.《壩頭水電站操作規(guī)程》.2014，10.

[3]水電站運行檢修技術(shù)，2011，03.

TM862

A

1004-7344（2016）17-0060-02

2016-5-30

伍灼強（1983-），男，助理工程師，2003年7月畢業(yè)于廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，水電站電力設(shè)備專業(yè)。