探討 | 安徽某發(fā)電廠“4?19”3號主變壓器損壞事件報告

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一、事件回顧

2019年04月19日

12時39分，安徽某電廠3號汽輪機轉(zhuǎn)速3000rpm，進(jìn)行發(fā)電機并網(wǎng)操作；

12時59分，投入3號發(fā)電機勵磁，發(fā)電機端電壓升至額定值（20kV），檢查發(fā)變組各運行參數(shù)正常，投入同期裝置進(jìn)行自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)。

13時03分，3號發(fā)變組5003開關(guān)合閘后即跳閘（系統(tǒng)側(cè)為500kV Ⅳ母），滅磁開關(guān)跳閘，CRT上“5003開關(guān)事故跳閘”、“5003斷路器第一組出口跳閘”、“5003斷路器第二組出口跳閘”、“主變壓力釋放”光字牌閃亮。立即到3號發(fā)變組保護(hù)小室檢查保護(hù)動作情況，發(fā)變組保護(hù)A/B柜均報“主變差動速斷”、“發(fā)變組差動速斷”、“主變比率差動”、“發(fā)變組比率差動”，發(fā)變組保護(hù)C柜報“主變重瓦斯”、“主變輕瓦斯”、“主變壓力釋放”動作信號燈亮。就地檢查發(fā)現(xiàn)3號主變本體西北角撕裂漏油，本體向外冒煙。聯(lián)系安徽省調(diào)，合上5003617接地刀閘，3號發(fā)變組回路轉(zhuǎn)檢修。

二、事件原因

    1、同期電壓回路端子外部電纜接線不準(zhǔn)確

現(xiàn)場檢查確認(rèn)，3號發(fā)變組保護(hù)C柜端子排接線存在錯誤，由500kV IV母PT引至該柜的二次電壓回路L640和Sa640端子接線順序不對，極性接反。當(dāng)3號發(fā)電機選擇與500kV IV母線并網(wǎng)時，導(dǎo)致進(jìn)入同期裝置的系統(tǒng)側(cè)電壓相位反了180度。

    2、兩次技改后的核相工作未能發(fā)現(xiàn)問題

2007年5月500kVⅡ母線分段改造和2009年5月3號機同期裝置改造后的同期核相工作存在問題。500kV母線分段改造、同期裝置更換改造后，未嚴(yán)格按照《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求及編制釋義》的相關(guān)規(guī)定（內(nèi)容如下）：

新投產(chǎn)、大修機組及同期回路（包括電壓交流回路、控制直流回路、整步表、自動準(zhǔn)同期裝置及同期把手等）發(fā)生改動或設(shè)備更換的機組．在第一次并網(wǎng)前必須進(jìn)行以下工作：

（1）對裝置及同期回路進(jìn)行全面、細(xì)致的校核、傳動。

（2）利用發(fā)電機一變壓器組帶空載母線升壓試驗，校核同期電壓檢測二次回路的正確性，并對整步表及同期檢定繼電器進(jìn)行實際校核。

（3）進(jìn)行機組假同期試驗，試驗應(yīng)包括斷路器的手動準(zhǔn)同期及自動準(zhǔn)同期合閘試驗、同期（繼電器）閉鎖等內(nèi)容。

三、事件疑問

1、3號機同期裝置于2009年5月份完成改造，投運已接近十年，如果同期回路接線錯誤，以前是怎么并網(wǎng)的？每一次并網(wǎng)變壓器一直在受沖擊？

答：2009年同期裝置改造，系統(tǒng)側(cè)電壓采樣信號分別取自500kV III段母線PT和500kV IV段母線PT，待并側(cè)電壓采樣信號取自發(fā)電機出口PT。4月19日之前的并網(wǎng)均是發(fā)電機與500kV III段母線并網(wǎng)，安全無誤。4月19日當(dāng)天3號發(fā)電機首次選擇與500kV IV段母線并列，由于并網(wǎng)之前沒有做發(fā)電機與500kV IV段母線核相，從而導(dǎo)致非同期并網(wǎng)，損壞3號主變事故發(fā)生。

2、系統(tǒng)側(cè)PT信號線極性接反，同期裝置為什么沒有提前識別出來？而且還有合閘信號出口？

答：無論是系統(tǒng)側(cè)PT信號線極性接反還是待并側(cè)PT信號極性接反，同期裝置的識別方法是同源核相，當(dāng)系統(tǒng)側(cè)PT和待并側(cè)PT由同一個電源供電后（發(fā)電機帶空母線零起升壓或系統(tǒng)倒送電），給同期裝置上電，查看兩個PT的相角差如果為0°，則說明相位極性準(zhǔn)確，如果相角差為180°，則意味著其中一個PT極性接反，需查明原因后修改接線，并同步更新圖紙及線號。4月19日3號機組首次與500kV IV段母線并網(wǎng)時，未做同源核相試驗，接進(jìn)同期裝置的系統(tǒng)側(cè)PT和待并側(cè)PT由于頻率不同，角度差在0°——180°——360°實時變化，因此當(dāng)同期裝置檢測到壓差和頻差條件滿足后，會根據(jù)計算出的合閘導(dǎo)前角度發(fā)出合閘指令，確保在角差為0°時，開關(guān)主觸頭閉合完成并網(wǎng)。

3、同期合閘回路的同步檢查繼電器（又稱：TJJ）對角度閉鎖失靈了？

答：原因同問題2答復(fù)，接入TJJ的系統(tǒng)側(cè)PT和待并側(cè)PT由于頻率不同，角度差在0°——180°——360°實時變化，當(dāng)兩個PT的實時角差小于TJJ允許角度范圍之內(nèi)時（一般設(shè)置為30°），允許合閘接點導(dǎo)通；當(dāng)兩個PT的實時角差大于TJJ允許角度范圍時，允許合閘接點斷開，防止非同期合閘信號出口。TJJ能夠可靠閉鎖的前提是源頭上輸入TJJ的系統(tǒng)側(cè)PT和待并側(cè)PT極性相同。

4、國外同類設(shè)備的同步都是雙繼電器串聯(lián)，有一個出問題都不能同步，國內(nèi)設(shè)備還是有差距？

答：3號機2009年同期改造后，同期合閘回路已采取了多個接點串聯(lián)方式，非同期的根本原因是系統(tǒng)側(cè)PT從源頭上極性接反輸入給同期控制系統(tǒng)，跟同步串聯(lián)再多的繼電器無關(guān)，換句話說，就是在同期合閘回路串聯(lián)再多的同步檢查繼電器也無法避免因外部PT輸入接反帶來的非同期并網(wǎng)問題。

四、事件反思

1、2009年3號機同期改造并網(wǎng)以來，從未出現(xiàn)過非同期并網(wǎng)現(xiàn)象，意味著發(fā)電機與500kV III段母線一二次相位均正確，當(dāng)發(fā)電機并網(wǎng)的對象由III段母線改為IV段母線時，對同期系統(tǒng)來講比較的對象發(fā)生了變化，III段母線PT極性正確，不代表IV段母線PT極性也正確，因此當(dāng)同一個開關(guān)同期并網(wǎng)時，如果對比的兩個電壓信號發(fā)生了變化，則必須進(jìn)行同源核相試驗。

2、在什么情況下需要做核相試驗？

（1）新投產(chǎn)機組第一次并網(wǎng)前；

（2）機組大修后第一次并網(wǎng)前：

（3）同期回路發(fā)生改動或相關(guān)設(shè)備發(fā)生更換的機組，并網(wǎng)之前；

（4）同期控制的對比PT信號發(fā)生變化后，并網(wǎng)之前。