一起空氣開關跳閘引起的機組流程閉鎖分析與對策

程 鵬，何雙軍

（山東泰山抽水蓄能電站有限責任公司，山東省泰安市 271000）

一起空氣開關跳閘引起的機組流程閉鎖分析與對策

程 鵬，何雙軍

（山東泰山抽水蓄能電站有限責任公司，山東省泰安市 271000）

介紹一起抽水蓄能電站主變壓器低壓側TV二次開關跳閘導致機組工況閉鎖事件，通過對該事件的分析，該類開關對機組運行保護有重要影響，由于抽水蓄能電站機組的特殊性，提出了對應運維解決辦法，同時空氣開關跳閘具有隱蔽性，應引起電站生產人員足夠重視，針對本次事件將類似空氣開關在技術和管理方面提出了防范措施，從而保障機組和電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

二次開關；保護；跳閘 ；對策

0 引言

泰山抽水蓄能電站安裝4臺立軸混流可逆機組，單機容量250MW。額定轉速300r/min，安裝變壓器4臺，高低壓側電壓比220kV/15.75kV，采用一機一變模式，廠用電及SFC用電取自1、3號主變壓器的低壓側。

1 事件經(jīng)過

某抽水蓄能電站，23時47分1號機組發(fā)電工況與電網(wǎng)解列，23時52分，1號機組停機至穩(wěn)態(tài)；00時14分，監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)1號機組“M/T SIDE VT MGB OPEN ALARM（1號主變壓器低壓側空氣開關分閘報警）”報警信號，同時1-4機組的CP、P工況被閉鎖，查看1-4號機組工況的閉鎖條件是“SFC Ready for Start”條件不滿足，查看SFC的畫面無報警，現(xiàn)地查看SFC盤柜無報警。

查看監(jiān)控系統(tǒng)1號廠用變壓器高壓側顯示電壓為0，現(xiàn)地公用系統(tǒng)現(xiàn)地控制柜LCU5的A2000電表顯示為0，由于SFC系統(tǒng)當時是SFC1開關（SFC輸入1號開關）主用，它從1號主變壓器低壓側取電，顯然SFC系統(tǒng)此時收不到電壓信號。運行人員分析認為1號機“M/T SIDE VT MGB OPEN ALARM（1號主變壓器低壓側空氣開關分閘報警）”報警該開關故障分閘造成，由于SFC系統(tǒng)收不到電壓信號，1-4號機組CP、P工況使能條件不滿足。運行采取的措施：①改變機組調相啟動方式，如果此時省調要求機組CP、P工況運行，則使用背靠背方式啟動。②盡快對SFC的輸入開關進行切換，由SFC系統(tǒng)的Ⅰ段輸入開關SFC1切換至SFC系統(tǒng)的Ⅱ段輸入開關SFC2，此時機組可以用SFC正常啟動，以背靠背啟動為輔。

2 現(xiàn)場應急處置

運行人員立即改變SFC運行方式，將SFC1開關置備用，將SFC2開關至主用，1-4號機組CP、P工況滿足啟動條件，機組所有工況均恢復備用狀態(tài)。

3 主變壓器低壓側TV作用分析

1號主變壓器低壓側TV二次側共接出5路信號，二次側空氣開關型號為C65N C4（3P帶輔助接點，4A），其中經(jīng)過此空氣開關接出4路信號（如圖1所示）。

從下圖看出：右側信號從上至下，作用如下。

圖1 1號主變低壓側PT二次圖

3.1 到機組同期裝置

到1號機組的LCU，同時該信號可轉接至LCU1多功能電表。分別用于機組同期及機組CP工況時逆功率保護（過負荷保護）。

3.2 到1號機勵磁系統(tǒng)

如圖2所示，作用是機組啟動時，進行勵磁電壓跟蹤。

3.3 到主變壓器B組保護F42裝置

如圖3所示，該信號同時轉接至主變壓器A組保護F32裝置，均用于主變壓器過激磁保護。

3.4 到主變壓器B組保護F41A裝置

用于監(jiān)測主變壓器低壓側接地故障，出口動作后，用于報警信號。

3.5 到LCU5的1號廠用變壓器多功能電表

用于計算廠用電量。

4 故障查找

根據(jù)故障現(xiàn)象，測量T0CRN54柜內X10：1、2、3端子無電壓，測量T1CHA14柜內X211:1、3、5端子無電壓，直接判斷為1號主變壓器低壓側TV二次空氣開關跳閘。拆開1號主變壓器低壓側TV/SA柜勵磁變壓器側B相下端柜門查看TV二次空氣開關狀態(tài)，確認開關已跳閘。

用萬用表測量開關上端TV二次電壓正常；萬用表測量TV二次空開下端A、B、C對地電阻顯示OL，測量空開下端A、B、C相間電阻：AB（375kΩ）、BC（392kΩ）、AC（270kΩ）。

合上1號主變壓器低壓側空氣開關后，監(jiān)控系統(tǒng)報警信號消除。檢查所有信號回路設備工作正常：LCU1同期裝置顯示正常；1號主變壓器保護F32、F42裝置顯示正常；LCU5盤柜多功能電表顯示正常；勵磁系統(tǒng)該信號未設置顯示，連接調試筆記本電腦查看數(shù)值正常。

圖2 1號機組勵磁二次系統(tǒng)圖

圖3 1號主變過激磁次保護

5 故障分析

根據(jù)現(xiàn)場檢查情況，沒有跡象表明TV二次回路存在接地、短路現(xiàn)象，判斷故障原因為1號主變壓器低壓側TV二次側開關“偷跳”，表明該開關本身質量存在問題，工作不可靠，導致跳閘。

6 主變壓器低壓側TV空氣開關跳閘產生的后果分析

6.1 若機組停機備用狀態(tài)下

空氣開關輔助接點送至監(jiān)控系統(tǒng)，故如開關跳閘，則監(jiān)控系統(tǒng)會報出“M/T SIDE VT MGB OPEN ALARM”報警信號，如果導致SFC1開關在主用時（從1號主變壓器低壓側取電），監(jiān)控系統(tǒng)將閉鎖SFC系統(tǒng)啟動，導致全場機組出現(xiàn)抽水方向啟動閉鎖。

TV二次側信號送至機組同期裝置，若機組發(fā)電開機，則機組不能同期并網(wǎng)，破壞機組備用。

由于該TV二次側信號送至機組勵磁系統(tǒng)，作用于勵磁系統(tǒng)啟動時的電壓跟蹤，故開關跳閘，勵磁系統(tǒng)無法跟蹤母線電壓，同樣會破壞機組備用。

6.2 若機組運行狀態(tài)下

監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)“M/T SIDE VT MGB OPEN ALARM”報警信號，故在機組運行過程中，如二次側開關跳閘，其輔助接點信號送至監(jiān)控，則監(jiān)控系統(tǒng)會報警，在該信號回路不會執(zhí)行跳機指令。

TV二次側信號送至LCU1，作用為同期和逆功率，如機組運行過程中二次側開關跳閘（并網(wǎng)情況下已不需要同期），同時因電壓信號為零，CP工況下逆功率保護也不會動作，故在該信號回路不會導致機組跳機，僅在CP工況時失去逆功率保護。

TV二次側信號送至勵磁系統(tǒng)作用為勵磁啟動時電壓跟蹤，如機組運行過程中二次側開關跳閘，此時勵磁系統(tǒng)已無需該信號，故在該信號回路不會導致勵磁系統(tǒng)故障跳機。

TV二次側信號送至主變壓器B組保護作用為主變壓器過激磁保護，機組運行過程中，如機組運行過程中二次側開關跳閘，則此時電壓信號為零，不會導致保護動作跳機，但會導致主變壓器失去過激磁保護功能。

TV二次側信號送至LCU5作用為多功能電表，不影響機組運行。

6.3 綜上所述

1號主變壓器低壓側TV二次側空氣開關跳閘，則會引起：①如機組在備用狀態(tài)下將會破壞機組備用：如SFC1開關在主用，破壞四臺機組CP、P工況啟動；因勵磁系統(tǒng)無法正常啟動、監(jiān)控系統(tǒng)無法同期，故破壞1號機組所有工況備用。②如機組在運行過程中，不會導致機組停機，但會在監(jiān)控系統(tǒng)報警，并同時導致主變壓器失去過激磁保護、機組在CP工況下失去逆功率保護。

7 采取的對策

對備品開關進行校驗，并擇機進行該空氣開關的更換（因更換該開關需要主變壓器停電，1號主變壓器停電時進行），擇機對3號主變壓器低壓側TV二次側空氣開關下端回路電阻進行測量，并與1號主變壓器低壓側TV二次側空氣開關下端回路進行對比。如果3號機組主變壓器低壓側TV二次空氣開關發(fā)生跳閘，應立即對SFC運行方式進行調整。排查機組類似較重要的空氣開關，增加機組檢修項目，在機組檢修期間進行檢查、試驗。機組檢修時，在條件滿足的情況下，應對所有的重要空氣開關分合操作幾次，防止其在長期合閘狀態(tài)下機構因應力疲勞等原因導致偷跳。

8 結語

該抽水蓄能電站利用1號主變壓器檢修機會更換了1號主變壓器低壓側空氣開關，到目前位置該開關運行正常，未出現(xiàn)該類故障，重要空氣開關跳閘故障也應引起其他電站的重視。

[1]茌旭，張穎.TV二次電壓回路故障對繼電保護的影響及對策[A]. 2008中國電力系統(tǒng)保護與控制學術研討會論文集[C]. 2008.

[2]馮田，譚偉力，王芬. 一起電壓互感器事故分析及處理[J].云南電力技術. 2008（2）.

程 鵬（1980—），男，工程師，運行值長、專工，主要從事抽水蓄能電站運行管理工作。

何雙軍（1982—），男，工程師，電氣班班長，主要從事抽水蓄能電站電氣一、二次設備檢修維護工作。

Analysis and Countermeasures of Unit Process Blocking by Circuit Breaker Trip

CHENG Peng， HE Shuangjun
（Shandong Taishan pumped storage power station Co. Ltd,Taian, Shandong）

Introduction with pumping LV side of main transformer station PT two switch trip caused unit locking event storage conditions, through the analysis of the event, the switch has an important influence on the operation of protection unit, the pumped storage power station unit’s particularity, proposed the corresponding maintenance solution, at the same time, the air switch trip has concealment that should cause enough attention to plant production staff, this event will be similar to the air switch proposed preventive measures in technology and management, so as to ensure the stable operation of the unit and the power grid.

The two switch；Protection；Tripping operation；Countermeasures