電廠簡(jiǎn)介

某水電廠裝機(jī)4×150MW，機(jī)組接線(xiàn)方式為單元接線(xiàn)，主設(shè)備已運(yùn)行20余年。該廠有5臺(tái)主變，其中一臺(tái)為#5聯(lián)絡(luò)變壓器，其高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)電壓分別為220kV、110kV、10.5kV，接線(xiàn)組別為Y0/Y0/△方式，接地方式為直接接地。某月，電廠所在地區(qū)連續(xù)降雨。29日，#5聯(lián)變安全閥動(dòng)作，引起聯(lián)變非電量保護(hù)裝置動(dòng)作跳三側(cè)開(kāi)關(guān)。

聯(lián)變安全閥是一種自關(guān)閉的壓力釋放裝置，直接由彈簧承載，主要作用為當(dāng)變壓器油溫升高時(shí)，用于釋放變壓器油箱不正常增加的壓力，配有機(jī)械動(dòng)作指示器、兩組密封位移開(kāi)關(guān)等。

事故介紹

事故前四臺(tái)機(jī)組在運(yùn)行中、帶有功功率為596.9MW，無(wú)功功率為35.55MVar，#5聯(lián)變?cè)谶\(yùn)行中，控制方式為“總調(diào)AGC”方式。下午14：59:15，運(yùn)行值班員發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)告警“公用220V直流故障”，同時(shí)，巡檢人員發(fā)現(xiàn)220V直流系統(tǒng)I段正對(duì)地190V、負(fù)對(duì)地30V。

在現(xiàn)場(chǎng)工作人員查找接地故障的過(guò)程中，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)“#5聯(lián)變安全閥動(dòng)作，#5聯(lián)變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)、中壓側(cè)開(kāi)關(guān)、低壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘”，信號(hào)直流接地故障瞬間由負(fù)極接地轉(zhuǎn)變?yōu)檎龢O接地，且220V直流I段正對(duì)地0V、負(fù)對(duì)地220V。

故障后，四臺(tái)機(jī)組正常發(fā)電，#5聯(lián)變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)分別跳閘，電廠110kV系統(tǒng)全部停電，聯(lián)變退出運(yùn)行。整個(gè)故障過(guò)程的信號(hào)記錄如表一所示：

表1 故障信號(hào)指示列表

事故分析

在#5聯(lián)變跳閘后，檢測(cè)220V直流I段系統(tǒng)電壓，正對(duì)地：0V ；負(fù)對(duì)地：220V。斷開(kāi)220V 直流“#5聯(lián)變直流控制電源開(kāi)關(guān)”后，220V I段直流系統(tǒng)故障消失?？梢耘袛喑鲋绷鹘拥毓收习l(fā)生在#5聯(lián)變控制單元。

對(duì)#5聯(lián)變本體進(jìn)行仔細(xì)檢查,未發(fā)生噴油現(xiàn)象，檢查油位、油溫正常，且壓力釋放裝置機(jī)械動(dòng)作指示器在“未動(dòng)作位”。隨后將重點(diǎn)檢查放在壓力釋放裝置出口元件動(dòng)作回路,原理接線(xiàn)如下圖2所示。

檢查主要步驟如下：

1） 對(duì)出口回路二極管、光字牌、壓板元器件檢查

隔離二極管、出口壓板、光字牌檢查未發(fā)現(xiàn)異常，端子接線(xiàn)牢靠。逐一檢測(cè)與壓力釋放跳閘支路并接的其他非電氣量跳閘支路，也未發(fā)現(xiàn)異常；回路之間的隔離器件均正常，沒(méi)有電源反竄或竄供電的可能性。

2） 對(duì)跳閘元件63PRX繼電器檢測(cè)

繼電器外觀完好，接線(xiàn)牢靠，線(xiàn)圈內(nèi)阻2.4 KΩ，測(cè)試其動(dòng)作電壓三次平值均為123V，無(wú)異常。

3） 密封位移開(kāi)關(guān)檢查

壓力釋放裝置配置有兩個(gè)密封位移開(kāi)關(guān)，用以輸出釋壓閥動(dòng)作電氣信號(hào)接點(diǎn)，該接點(diǎn)用于輸出“油壓釋放裝置動(dòng)作”電信號(hào)，啟動(dòng)跳閘出口元件動(dòng)作跳閘。開(kāi)關(guān)接點(diǎn)引出線(xiàn)如圖一。分別檢查兩組密封位移開(kāi)關(guān)的輸出常開(kāi)接點(diǎn)，均為斷開(kāi)位，轉(zhuǎn)接端子盒無(wú)異常，轉(zhuǎn)接端子至控制盤(pán)的接線(xiàn)可靠，絕緣正常。

圖1 第一組密封位移開(kāi)關(guān)接線(xiàn)

斷開(kāi)外部接線(xiàn)，測(cè)試第一組密封位移開(kāi)關(guān)內(nèi)部引出線(xiàn)A001（白）、A002(綠）對(duì)地絕緣分別為：A001線(xiàn)為0Ω，A002線(xiàn)為7 KΩ；而第二組密封位移開(kāi)關(guān)的兩根引出線(xiàn)（白、綠兩芯）對(duì)地絕緣均為5 MΩ。

綜合分析

在排除#5聯(lián)變油位、油溫異常，密封位移開(kāi)關(guān)接點(diǎn)誤動(dòng)，相鄰回路經(jīng)過(guò)二極管反竄、繼電器誤動(dòng)等可能的情況下，結(jié)合聯(lián)變跳閘期間直流系統(tǒng)故障現(xiàn)象，以及B11、B12端子對(duì)地絕緣測(cè)試結(jié)果。

分析認(rèn)為，63PRX繼電器動(dòng)作原因是壓力釋放裝置密封位移開(kāi)關(guān)內(nèi)部發(fā)生直流兩點(diǎn)接地引起，第一個(gè)過(guò)程14:59:15時(shí)B12端7 KΩ高阻接地(直流系統(tǒng)現(xiàn)象為：負(fù)極30伏，正極190伏)，第二過(guò)程15:49:40時(shí) B11端直接接地（直流系統(tǒng)現(xiàn)象為：負(fù)極220伏，正極0伏），63PRX繼電器經(jīng)壓力釋放裝置位置開(kāi)關(guān)B11端子接地、B12端子7 KΩ接地構(gòu)成回路動(dòng)作，如圖二所示。并且經(jīng)技術(shù)人員對(duì)更換下來(lái)的密封開(kāi)關(guān)檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部絕緣已老化。

圖2 壓力釋放裝置回路圖

注：圖中P為壓力釋放裝置密封位移開(kāi)關(guān)；63PRX為壓力釋放裝置動(dòng)作繼電器；52TX為壓力釋放裝置出口跳閘繼電器（至聯(lián)變非電量保護(hù)跳三側(cè)開(kāi)關(guān)）

避免此類(lèi)問(wèn)題采取的幾點(diǎn)措施

為防止此類(lèi)事故的再次發(fā)生，有以下的幾點(diǎn)防范措施：

(1)全面檢查電廠的變壓器非電量保護(hù)，并且采取必要的防潮措施，如加裝防雨罩等，避免雨水的直接接觸。

(2)由于存在兩組密封位移開(kāi)關(guān)，討論研究是否將兩組密封位移開(kāi)關(guān)接點(diǎn)串聯(lián)使用的可能性。

(3)在今后的變壓器技術(shù)改造和換型改造過(guò)程中，對(duì)其壓力釋放裝置、瓦斯繼電器等這些重要器件的密封性能應(yīng)提出更高要求。

(4)在變壓器年度檢修期間，對(duì)廠站所有主變壓力釋放等非電量保護(hù)進(jìn)行全面檢查，防止類(lèi)似的故障再次發(fā)生。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于電廠來(lái)說(shuō)，直流系統(tǒng)對(duì)于其安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，如類(lèi)似的直流兩點(diǎn)接地事故發(fā)生的概率雖然很小，但同樣需要引起我們重視。希望大家從這次事故中吸取教訓(xùn)，對(duì)本單位變壓器壓力釋放等非電氣量保護(hù)進(jìn)行檢查，并且做好變壓器壓力釋放等非電量保護(hù)的定期維護(hù)和計(jì)劃?rùn)z修工作。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“直流兩點(diǎn)接地案例分析研究”，作者為雍學(xué)模、鄒倫森。