楊茂新

(新疆天富能源股份有限公司紅山嘴電廠，新疆　石河子　832204)

直流兩點接地引起誤合閘發(fā)電機異步啟動

楊茂新

(新疆天富能源股份有限公司紅山嘴電廠，新疆石河子832204)

1概述

新疆天富能源股份有限公司紅山嘴電廠一級電站于2006年10月10日第一臺機組建成發(fā)電，裝有2×16 MW和2×9 MW共4臺立式水輪發(fā)電機組，發(fā)電機出口電壓為10 kV。

2011年10月30日，一級電站運行人員在做直流事故照明的定期切換檢查工作時，直流兩點接地短路，間接接通1號發(fā)電機出口斷路器1001合閘回路，處于備用狀態(tài)的1號發(fā)電機全壓異步啟動，造成發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極阻尼環(huán)連接處的焊錫融化甩出，勵磁功率柜兩組整流可控硅擊穿，4個快速熔斷器熔斷。

當(dāng)日運行方式：3號機運行，有功1.33 MW， 無功0.29 Mvar。1、4號機備用，2號大修，10 kV母線整段運行。

2事故經(jīng)過

2011年10月30日，北京時間16時51分，運行班做直流事故照明試驗。拉開交流照明電源，直流照明電源自動投入，瞬間主廠房內(nèi)出現(xiàn)異常沖擊聲響，1號發(fā)電機自行運轉(zhuǎn)，風(fēng)洞內(nèi)向外冒青煙，轉(zhuǎn)速30%。

中控室后臺報警信號窗推出：1號機斷路器合位，過電壓保護動作，緊急事故停機，分滅磁開關(guān)。1號調(diào)速器機頻故障，功反故障，齒盤故障。 1號機勵磁電流采樣異常，整流橋故障，PT故障，勵磁恒功率調(diào)節(jié)，欠勵限制動作。

機組全停后對1號發(fā)電機組進行了全面檢查：轉(zhuǎn)子阻尼環(huán)接頭部位所掛的錫大部分被熱熔甩出；定子線圈上、下端部，轉(zhuǎn)子阻尼環(huán)軟連接處，風(fēng)扇等部位粘附有分布不均的片狀和顆粒金屬錫；勵磁功率柜兩組整流可控硅擊穿，4個快速熔斷器熔斷。測定子絕緣≥1.6 MΩ，轉(zhuǎn)子絕緣≥500 MΩ。

3事故原因

1001真空開關(guān)柜內(nèi)合閘回路有1個電纜絕緣外層破損，擠壓緊貼在金屬板上，直流負極通過金屬板長期存在一個間接接地點。

直流事故照明回路在水輪機層有1個電纜絕緣外層破損緊貼在分電箱上，形成了1個隱形接地點。

運行人員做事故照明切換試驗定期工作時，這兩點通過大地構(gòu)成通路，直流兩點接地短路接通合閘回路，合閘線圈帶電，斷路器合閘。

4技術(shù)分析

220 V正極電流通過B點接地后流入大地，通過大地與1001開關(guān)柜內(nèi)接地點A點構(gòu)成通路，電流通過合閘線圈到直流負極，致使斷路器1001合閘線圈帶電動作，斷路器合閘，是1號發(fā)電機全壓異步啟動的直接原因(見圖1)。

1. A點為1號發(fā)電機斷路器開關(guān)柜內(nèi)部合閘回路接地點。

2. B點為事故照明回路正極接地點。

圖1發(fā)電機斷路器合閘控制回路圖、事故照明回路

直流負極一點接地，此事故前時有時無，因未查找到原因，也未引起運行人員的高度重視，是此次事故主要原因。

此事故前，處于自動檢測狀態(tài)的直流絕緣檢測裝置未能測量到接地情況的變化并發(fā)信號報警，也是此次事故主要原因之一。

事故照明回路的一點接地，只有在出現(xiàn)交流照明電源失去，備自投投入時會發(fā)出“直流系統(tǒng)接地”信號，或者是做直流事故照明回路切換定期試驗時會瞬時發(fā)出“直流系統(tǒng)接地”信號，定期工作運行人員會瞬間再切回來。對“直流系統(tǒng)接地”瞬時性的報警信號，值班人員沒能引起足夠的重視是這起事故發(fā)生的間接原因，也是此次事故主要原因。

此次事故遇到了秋冬季節(jié)廠房內(nèi)潮濕時段，接地電阻值小，也是發(fā)生此次事故的原因之一。

5防范措施

充分認識到直流系統(tǒng)一極接地的危害性，應(yīng)及時消除故障，保證發(fā)電設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

對運行不正常的直流絕緣檢測裝置進行全面檢查和處理，保證該裝置能夠正確檢測和發(fā)信號。

6結(jié)語

隨著水電站、變電站“無人值班(少人值守)”運行方式的改變，對直流系統(tǒng)供電安全的要求也越來越高。直流系統(tǒng)中發(fā)生直流一極接地，理論上說，并不影響系統(tǒng)的正常運行；但長期一極接地運行，缺陷繼續(xù)發(fā)展，當(dāng)另一極或另一點也發(fā)生接地時，就會造成繼電保護的誤動作，甚至造成斷路器誤合、誤跳、拒跳等嚴重情況。因此，當(dāng)直流系統(tǒng)中有一極接地時，要盡快找出接地點，隔離故障點并消除故障。

希望以此給運行人員更多的啟示，了解更多直流系統(tǒng)兩點接地的形成和危害，為運行值班人員提供一定的借鑒。

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責(zé)任編輯吳昊

收稿日期：2016-01-05

作者簡介：楊茂新(1964-)，男，工程師，主要從事水力發(fā)電廠運行與維護工作。

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