劉白愚

（貴州水投能源開發(fā)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550000）

0 引言

黔中水利樞紐工程一期工程是一項水利工程,作為灌溉和為城市提供足夠的城市用水,并且同時帶有發(fā)電的功能。該項目是多個項目協(xié)調(diào)配置,作為一項大型（1）一級工程,平寨水庫壩址的流域面積為3492 km2。平寨水電站作為水源電站,是黔中水利樞紐工程,目前安裝了容量74800 kW/臺的兩臺設(shè)備。平寨水電站水輪發(fā)電機組通過普通箱式母線和升壓變壓器與梭嘎變電站110 kV母線連接。梭嘎變電站連接了兩條110 kV引出線的電路。渠首的電站的工作原理簡單,憑借灌溉的水能和城市供水來發(fā)電。從平寨水庫到電站,水通過1.13 km壓力的隧道進行傳輸。電站以10 kV一級電壓就近接入黔中施工變電站與地方電網(wǎng)系統(tǒng)連接。渠首電站2 臺機組經(jīng)一臺6300 kVA三相雙圈變壓器升壓至10.5 kV通過1 回10 kV線路接入系統(tǒng)[1]。革寨1#泵站位于安順市雙堡鎮(zhèn)塘山土家院附近,該泵站屬于三級負荷；泵站設(shè)一臺6300 kVA主變壓器。革寨2#泵站由革寨水庫提水至主引水干渠,革寨2#泵站位于安順市東屯鄉(xiāng)革寨村（革寨水庫大壩）,泵站設(shè)一臺8000 kVA主變壓器。

1 故障發(fā)生過程

1.1 保護動作簡述

2020年08月08日19時04分01秒,平寨電站1#主變比率差動保護動作,跳開110 kV梭寨I回線路101 斷路器,跳開#1發(fā)電機組出口021 斷路器,#1機組從系統(tǒng)解列,1#機甩負荷停機正常。19 時04 分01 秒,#5 機組失磁保護動作,5#機組停機正常。

1.2 事件發(fā)生前平寨電站運行方式：

平寨電站1#、2#、5#機組并網(wǎng)發(fā)電運行,帶負荷142.4 MW。1#、5#機分別經(jīng) 1#主變、4#主變升壓送至110 kV梭寨I回線路,2#機組升壓送至110 kV梭寨II回線路,110 kV母線分段運行,110 母聯(lián)斷路器處于分閘位置。

2 事件主設(shè)備情況

平寨電站兩臺SF11-90000/110、121±2×2.5%/13.8 KV三相雙線圈油浸風(fēng)冷無勵磁調(diào)壓變壓器、兩臺SCB9-1250 kVA、13.8±2×2.5%/10.5 kV 廠用干式變壓器、兩臺SCB9-1000 kVA、10.5±2×2.5%/0.4 kV廠用三相雙線圈干式無勵磁調(diào)壓變壓器、兩臺SC9-400 kVA、10.5±2×2.5%/0.4 kV壩區(qū)三相雙線圈干式無勵磁調(diào)壓變壓器。在此配置下進行合理化安裝,與其它設(shè)備進行協(xié)調(diào)配合使用,組成整個變電站。革寨1#、2#泵站兩臺SC9-315 kVA、35/0.4 kV廠用干式變壓器、兩臺SC9-315 kVA、 10/0.4 kV 廠用干式變壓器。其中,發(fā)生事故的設(shè)備見表1。

表1 事故設(shè)備表

3 動作情況分析

平寨電站#1 主變保護裝置,是北京四方繼保自動化股份有限公司進行生產(chǎn)的,其型號為CSC-316 M型。作為數(shù)字式變壓器保護裝置,其比率差動保護定值見表2。

表2 比率差動保護定值表

事件發(fā)生后,值班人員通過在進行#1主變保護裝置檢查時發(fā)現(xiàn)A、B、C三相比率差動保護均動作,動作時間分別為 106 ms、112 ms和118 ms。110kVI段母線電壓和110 kV梭寨I回的電流以及部分保護開關(guān)量和斷路器位置開關(guān)量。從圖中可以看出,在19 時04 分01 秒628 毫秒時,從110 kV I段母線的零序電壓上可以看到系統(tǒng)感受到一個小擾動,而且從110 kV梭寨I回線路的電流也可以看出,B相電流約有減小,此擾動造成#1 主變差動保護啟動,觀察同時期的#1 發(fā)電機和#2 發(fā)電機電流均無明顯變化,所以推斷是#5 機的母線電壓或廠用等回路受到?jīng)_擊,而這個沖擊甚至影響到了#5 機的勵磁系統(tǒng)。因為又過了90 ms左右從110 kV梭寨I回線路的電流可以看出,三相電流均明顯增大,有效值從故障前的0.3 A左右升到了0.47 A,而110 kV母線三相相電壓從故障前的62 V左右降到故障時的54 V左右,這很明顯是機組失磁進相的表現(xiàn)。另外從電流與電壓的相位關(guān)系也可以看出,以110 kV梭寨I回線路A相為例,在故障前梭寨I回線路的電流與電壓基本上同相,線路送純有功；而保護跳閘之前該電流超前電壓的相角已經(jīng)達到了45°,平寨電站對于系統(tǒng)處于進相狀態(tài),說明有機組失磁。從110kV母線電壓也可以看出,在#1主變差動保護動作后110 kVI段母線電壓隨即消失,而此時103 斷路器是合閘的,#5 機還在運轉(zhuǎn),110 kVI段母線的電壓應(yīng)該是能維持一段時間的。由此說明#5機機端電壓早在#1變壓器差動保護動作之前就已經(jīng)消失了。事后在調(diào)查過程中,將#5 生態(tài)機再次零起升長時間運行,未發(fā)現(xiàn)勵磁系統(tǒng)明顯的故障,因此判斷#5機勵磁系統(tǒng)受到的是一個瞬時的短路擾動導(dǎo)致機組失磁。但具體原因有待將來運行檢驗繼續(xù)探究。

4 存在的問題

設(shè)計單位失誤,漏將4#主變高壓側(cè)103 斷路器的TA電流引入#1主變壓器 CSC-316 M差動保護裝置,沒有接入#1主變保護聯(lián)跳103 斷路器的出口回路。

5 整改措施

5.1 臨時整改措施

鑒于當(dāng)前平寨水庫水位已逼近高水位,當(dāng)前水位 1330 m,距離防汛最高水位1 m,空庫容2200 萬m3,當(dāng)前不發(fā)生降雨情況下,預(yù)計6 天后開始棄水。建議：把4 B主變高壓側(cè)送至110 kV梭寨I回母線支路103 斷路器斷開,#4主變停運,確保1 B主變運行不受影響,該運行方式下不影響電網(wǎng)運行安全,不影響平寨電站機電設(shè)備安全運行[2]。

5.2 永久解決措施

正在對接設(shè)計單位,待設(shè)計單位提供整改方案后電站組織進行審查再開展相關(guān)工作,預(yù)計兩個月內(nèi)完成,未完成整改前#4主變不投入運行,整改完成后,平寨電站編制整改報告報貴部審查。

5.3 日常巡檢

對主要設(shè)備和尤其是剛進入使用的設(shè)備,在日常工作中要進行詳細的檢查,特別是對電容器組以及SVC進行特別的檢測,并在正式使用前測量SVC電抗器的相序。

5.4 人員問題

作為電氣工作者,總結(jié)這次事故的經(jīng)驗和教訓(xùn),并在未來的類似工作中集中精力進行預(yù)防,這一點更為重要。為了獲得所有重要的保護,要堅決根據(jù)有效的操作方法進行檢查,并根據(jù)圖紙檢查現(xiàn)場的一次和二次設(shè)備,以確保每個電路正確。解決短時間內(nèi)或正常情況下發(fā)現(xiàn)不了的隱患,為以后的正常使用和日常修護建立下便捷和良好的前提,堅決制止此類事故的出現(xiàn),從源頭進行解決,進而對電網(wǎng)的維護和安全使用提供積極的作用。

6 結(jié)語

供電設(shè)備的安全工作會對生活產(chǎn)生重要的影響,當(dāng)下水電供電設(shè)備中真實存在著供配電系統(tǒng)設(shè)計不合理,運行安全可靠性低,跳閘故障頻繁等一系列問題。通過對這些問題的研究探討,根據(jù)這些問題去找尋相應(yīng)的解決辦法,以此為增加供電系統(tǒng)的安全,為安全供電提供有效的積極作用。及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問題,減少發(fā)生臨時狀況的情況,盡早做好相應(yīng)的解決措施,為設(shè)備的正常工作保駕護航。