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500kV開關失靈啟動信號事故分析及處理對策

文檔作者: 陸均民        文檔來源: 浙江省電力建設有限公司
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更新時間: 2021年06月11日
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第32卷第7期 2010年7月 華電技術 Huadian Technolo~; V01.32 No.7 Ju1.20l0 500 kV開關失靈啟動信號事故分析及處理對策 陸均民 (浙江省電力建設有限公司,浙江寧波315010) 摘要:介紹r桐柏抽水蓄能電站主變匿器保護非正常收到500 kV開關失靈啟動信號事故的經過,對事故發生的原因 進行了分析,采取了相應的處理措施岳,主變壓器保護工作恢復了正常 關鍵詞:主變壓器保護;開關失靈;改進措施 中圖分類號: FM 403.4 文獻標志碼:B 文章編號:1674—1951(2010)07—0049—02 1 問題的提出 桐柏抽水蓄能電站(以下簡稱桐柏)500 kV一 次系統采用內橋式接線方式,兩回500 kV出線至紹 興風儀變電站, l、 2主變壓器和 3、 4主變壓器 通過地下GIS裝置連接后與地面500 kV GIS相連, 如圖l所示。3組斷路器各配置1套Areva公司提 供的MiCOM PI41開關失靈保護裝置,發變組保護 由奧地利ELIN公司供貨,其型號為DRS.每個發變 組單元配置2套發變組保護。500 kV開關失靈動作 分2個時限出口:瞬時動作跳本開關,延時200 mS 動作跳相鄰開關及機組,為簡化失靈延時動作跳機 組回路的接線,失靈延時動作后,通過啟動相關機組 的主變壓器保護來實現停相鄰機組的目的 500 kV 開關失靈盤安裝在地面繼電保護樓,主變壓器保護 盤安裝在地下主廠房運轉層,相距約700 m,盤問通 過阻燃屏蔽電纜連接。在施工和調試期間,多次出 現500 kV開關失靈保護非正常啟動主變壓器保護 跳500 kV開關事故. 擱風線 j CB0 1 ,r CB03 — — ? 中— ———— 一、 冀電纜 T 桐儀線 CB02 2 電纜 S l主變壓器 2土變疆器 3 j 變壓器 l 變壓器 圖1 一次系統主機接線圖 2 事故概述 2006年5月14日至2006年5月15日,桐柏 1 機組商業運行前消缺,桐柏 2機組整套啟動前靜態 收稿日期:2010—04—22 調試,500 kV橋開關和第1回線路開關處在分閘狀 態。2006—05—14 T l0:32—10:37,在不到5 min 的時間內, 1主變壓器A套保護收到500 kV橋開 關和線路開關失靈啟動信號各2次,2006—05一t5 T lO:32—10:42又多次收到橋開關和線路開關失 靈啟動信號。500kV開關保護裝置及故障錄波器均 無失靈動作記錄。運行人員以為這些信號與 1、 2 機組正在消缺和調試有關:2006—07—25 T 11:06,在 1機組正常運行, 2機組無工作的狀 態下, 2主變壓器B套保護收到500 kV橋開關失 靈啟動信號1次,收到線路開關失靈啟動信號3次, 造成500 kV橋開關和桐風線開關非正常跳閘。500 kV開關保護裝置及故障錄波器均無失靈動作記錄, 無遠跳啟動信號。 3 故障原因分析及采取的措施 3.1 故障原因分析 (1)桐柏500 kV開關失靈保護盤安裝在地面繼 保室,發變保護盤安裝在地下主廠房運轉層機旁,連 接電纜采用阻燃屏蔽電纜,電纜長度約700 n1'按設 汁要求,屏蔽層為信號源側一點接地。失靈保護動 作邏輯圖如圖2所示。 l發變緄l l發變組2 2發變組l 2發變組2 線路保護1 線路繅護2 母差保護l 坶差保護2 跳CB01 啟動屯變匿器保護 跳CB03 遠跳 圖2 失靈保護動作邏輯圖 失靈動作出口繼電器MVAJ101和失靈動作啟 動主變壓器保護的中問擴展繼電器(KI3/K14)相關 參數見表l。 500kV開關失靈保護動作后出口主變保護邏輯 圖如圖3昕示。失靈保護啟動主變壓器保護主要有 · 50· 華電技術 第32卷 注:1.MVAJIO1為高負載接線,動作電壓實測ll4V,動作時間<6ms;2.主變壓器保護中間擴展繼電器參數均為現場實測值。 l !, 啟動失靈,閉鎖重合閘 】 __/ —— 跳GCB (硬布線出口) l 跳FCB +l2v : 停機等 -12V ! 跳500 kV開關 :, 啟動失靈,閉鎖重合閘 — — / —— 跳GCB (微機保護出口) 跳FCB 停機等 圖3 失靈出口主變壓器保護邏輯圖 以下3種途徑: (1)失靈延時段動作出口繼電器MVAJ101動 作或其接點由于不可知原因閉合。 (2)啟動主變壓器保護中間繼電器(K13/K14) 受到某種干擾勵磁出口。 (3)或是由于主變壓器保護光耦開入回路 誤動。 從以上事故分析(未出口跳相鄰開關和發遠跳 信號)可以看出:MVAJ101具有較大的啟動功率,其 誤動可能性不大,而啟動主變壓器保護的中間繼電 器其啟動功率不足0.3 w,連接電纜長度為700 m, 從地下廠房一直連接至地面500kV開關站,周圍電 磁環境復雜,存在擾動出口的可能。主變壓器保護 裝置本身由于受到運輸、調試或地下廠環境濕度高 等影響也有誤動的可能。 3.2 采取的措施 針對上述分析,為了排除其他原因,采取了以下 措施:首先對連接電纜絕緣性能、屏蔽層的接地方 式、接地點進行了檢查,檢查結果符合要求。其次對 電纜回路再次進行了傳動試驗,動作正確。再者對 繼電器MVAJ101和中間繼電器(K13/K14)現場進 行測試,測試結果符合要求。最后對主變保護裝置 DRS進行了清潔和除濕處理并對裝置再次進行了 單體試驗,試驗結果正常。為了證實長電纜分布電 容對中間繼電器(K13/K14)干擾,對安裝在主變壓 器保護盤內的失靈啟動中間擴展繼電器線圈(K13/ 失靈出口主變保護邏輯說明:線路開關和橋開 關失靈保護裝置P141延時段動作后,啟動各自的失 靈出口繼電器MVAJ101,線路開關失靈延時段出口 繼電器其中4副常開接點分別啟動 1、 2主變壓器 保護A和B的中間出口擴展繼電器K13/K14,另外 2副常開接點閉合后動作于線路遠跳;橋開關失靈 延時段出口繼電器8副常開接點閉合后,啟動 1~ 4主變壓器保護A和B的中間出口擴展繼電器 K13/K14。在500 kV開關失靈的狀況下,為確保相 關機組可靠停機,ELIN公司采用了失靈動作雙重化 停機出口回路(硬布線出口和微機保護出口)。 從表2中,發現主變壓器保護盤中500 kV開關 失靈動作,啟動主變壓器保護的中間擴展繼電器線 圈兩端電壓,在系統正常運行的情況下,其電壓會發 生大范圍的跳變,監測到的最高跳變達106 V,中間 擴展繼電器PT 580 220(K13/K14)現場實測的啟動 功率僅為0.3 W,為此,基本可以判定主變壓器保護 收到開關失靈啟動信號是由于長電纜分布電容干擾 引起的。為此,采取了如下3項措施: (1)為提高PT 580 220(K13/K14)抗干擾能力, 現場對該繼電器線圈兩端并接合適電阻,以增大其 啟動功率,啟動功率由原來的0.3W增大到約12w, 經試驗后,投人運行。 (2)在合適的時候,將長電纜跳閘出口改為光 纜跳閘出口。 (3)作為后續的監視手段,將PT 580 220(K13/ K14)繼電器的備用接點接入監控系統,用于長時間 在線監視該繼電器的動作行為。 3.3 效果評價 到2006年底,桐柏4臺機組所(下轉第52頁) · 52· 華電技術 第32卷 為慎重起見,非常仔細地對大端蓋進行了檢查,將堵 板拆除,使用鏡子檢查大端蓋密封油口,發現內部鉆 孔光滑,深度不大,無穿孑L、砂眼缺陷。 在發電機大端蓋前空側密封油進油管法蘭上加裝 堵板,啟動油泵后,發現去濕裝置仍有漏油。由于此時 發電機大端蓋并沒有進油,因此,漏油一定不是大端蓋 缺陷引起的。大端蓋存在缺陷的可能性被排除了。 2.5 差壓閥波紋筒泄露 發電機氫氣系統結構圖如圖2所示,由圖2可 以看出,在去濕機回氫管上接有壓差閥氫氣信號管 (DN10),若壓差閥油側向氫側竄油,油會沿著氫氣 信號管漏入去濕機,導致發電機漏油。因為 2去濕 機回氫管位置比 1去濕機低且靠前,從壓差閥漏過 來的油首先進入 2去濕機,所以, 2去濕機存在漏 油問題而 1去濕機不漏。壓差閥感受元件— — 波 紋管的結構如圖3所示。 氣信號 圖2 發電機氫氣系統結構圖 首先將壓差閥氫側信號管接頭拆開,發現有油 連續流出,說明波紋管確實存在泄露。拆去波紋管 上蓋,油側通入壓縮空氣,立即從0形圈處噴出大 波 圖3 波紋管結構圖 量空氣,說明泄露是0形圈損壞造成的。對另一個 壓差閥也進行了解體檢查,存在同樣的問題。 將0形圈更換為0.8 mm厚的石棉板,油側加 壓,壓差閥無泄露。 將全部系統恢復,啟動空側油泵檢查, 2去濕 裝置無積油,發電機內漏油缺陷徹底消除。 5 m就地盤氫壓始終比0 m DCS變送器氫壓低 0.02 MPa的異常現象是因為測氫壓表管接在壓差 閥氫氣信號管上,壓差閥漏油使氫壓測量管路內積 油所致。在壓差閥泄露缺陷消除后,將表管內積油 全部放盡,2個氫壓測量表壓力顯示也一致了。 3 結論 發電機內漏油問題是困擾許多電廠的難題,應 該從整個系統著手逐一排查。對壓差閥等容易被忽 視的零部件,應引起重視。當油系統缺陷原因不明 時,最直接有效的查找辦法是系統打壓。 (編輯:劉芳) 作者簡介: 扎永強(1973一),男,新疆烏魯木齊人,生產技術部主 任,工程師,從事發電廠生產管理方面的工作。 < > ●<> ●<> ●<> ●< > ●<> ●(> ●<> ●<> ●<> ●<> ●<> ●<> - <> ●<> ●<> ●< > ●<> ●<> ●< > ●<> ●<> ●< > ●<> ●<> ● <> ●<> ●<> ● <> ●<> ●<> ●<> ●<> ●< > ●<> ●<> ●<> ●<> ●<> ●<> ●0 ●< > ●<> ●<> ●< > ●<> ● (上接第50頁)有主變壓器保護均按提高K13/K14 啟動功率的措施,陸續進行了整改,整改后,所有主 變壓器保護均工作正常。 4 結論 增加跳閘出口繼電器啟動功率是防止長電纜分 布電容干擾的有效措施,在今后類似的工程建設中, 跳閘出口回路應盡量選用短電纜連接,電纜敷設時, 應盡可能避開強電磁區域,若無法避開,則應增加跳 閘出口繼電器的啟動功率或直接選用光纜跳閘出 口。在保護的設計選型階段,尤其是在選用進口保 護裝置時,應嚴格根據我國規程、規范以及反措要求 對選用的保護裝置提出要求。 參考文獻: [1]吳劍嗚,嚴正.控制電纜的分布電容對繼電保護的影響及 防范措施[J].電力自動化設備,2007,27(11):115—118. [2]曹建勇,茍同江.微機繼電保護裝置的抗干擾防護措施 [J].水力發電,2004(7):63—64. [3]馮辰虎,張志華,秦俊杰,等.托電220 kV升壓站聯變斷 路器誤跳事故分析[J].華北電力技術,2006(8):39— 41. [4]孟恒信,張悅,朱良肄,等.保護用控制電纜分布電容參 數測試方法研究[J].山西電力,2008(4):16—19. [5]唐文秀.直流回路一點接地和交直流串擾引起保護誤動 及其對策[J].電力自動化設備,2007(9):123—125. [6]董永樂.用中間繼電器消除長電纜分布電容放電的影響 [J].內蒙古電力技術,2008(3):24—25. (編輯:王書平) 作者簡介: 陸均民(1968一),男,浙江奉化人,工程師,從事火電 廠、水電廠施工技術管理方面的工作。
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