孫 雪，孫皓文，林億昌

（廣東省能源集團天生橋一級水電開發(fā)有限責(zé)任公司水力發(fā)電廠，貴州 興義 562400）

1 概述

天生橋一級水電站10 kV廠用電按單母線五分段接線，各相鄰母線之間（Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ、Ⅳ與Ⅴ、Ⅴ與Ⅰ）均設(shè)有母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，通過備投方式的選擇，形成互為備用的關(guān)系。35 kV電天線作為廠用電第一路外來電源，從二級電站自耦變第三繞組35 kV母線上引來的專用線(35 kV電天線)經(jīng)高壓廠用變15B降壓后接至10 kV廠用電Ⅴ段母線上。10 kV天換線作為廠用電第二路外來電源，經(jīng)隔離變壓器16B接于10 kV廠用電Ⅱ段母線上，10 kV萬壩線支線作為廠用電第三路外來電源，經(jīng)隔離變壓器17B接于10 kV廠用電Ⅲ段母線上。

10 kV天換線隔離變壓器16B額定容量為2 500 kVA，天換線送受電容量按一級電廠與換流站簽定的廠用電互為備用協(xié)議規(guī)定為雙方輸送容量限制均為1 000 kVA，10 kV萬壩天一支線17B變壓器額定容量為1 250 kVA，輸送容量按協(xié)議為1 000 kVA。

本次試驗是對第二路和第三路外來電源進行的事故過負荷能力校驗。

2 試驗?zāi)康?/h2>

天生橋一級水電站廠用電第二路和第三路外來電源投運至今，未進行過相關(guān)線路及設(shè)備的事故過負荷能力校驗，而且只有2路廠用電源時，且其中1路由天換線或萬壩天一支線帶的情況下，遇到其中1路廠用電源跳閘，所有廠用電負荷可能全部轉(zhuǎn)移到天換線或萬壩天一支線上。為了避免上述極端事故發(fā)生時外來電源無法承受事故過負荷，所以我們對廠用電第二路和第三路外來電源進行事故過負荷能力校驗。

圖1 廠用電接線示意圖

3 試驗風(fēng)險分析

3.1 試驗風(fēng)險點

（1）本試驗是在機組全停的情況下進行，如果試驗過程試驗線路跳閘，會導(dǎo)致10 kV廠用電失電影響機組運行或影響相關(guān)設(shè)備正常運行。

（2）試驗過程中，為增加廠用電負荷，需要連續(xù)啟動3臺水泵，如果集水井水位過低或水泵啟動時間過長會導(dǎo)致集水井水被抽空，電機干燒損壞。

3.2 解決風(fēng)險點的措施

（1）為防止試驗過程試驗線路跳閘，影響10 kV廠用電正常運行，故試驗過程中需開啟1臺機組至空載作為廠用電的備用電源點。

（2）試驗開始前應(yīng)將水泵控制方式切至切除來控制滲漏集水井水位，使得滲漏集水井水位在時間上應(yīng)滿足先后啟動3臺水泵的時間，防止集水井過早被抽空。

4 事故過負荷能力校驗流程

4.1 第二路外來電源試驗流程

4.1.1 試驗前相關(guān)設(shè)備狀態(tài)

（1）機組全停。

（2）廠用電運行方式：35 kV電天線帶10 kV廠用電Ⅴ帶Ⅳ段及Ⅰ段，10 kV天換線帶Ⅱ段帶Ⅲ段。

（3）400 V廠用電備投均在自動位置。

（4）10 kV廠用電Ⅱ段024斷路器保護投入正常。

（5）天氣條件良好，無外部廠用電跳閘風(fēng)險。

4.1.2 試驗步驟

（1）開啟4號機組空載運行。

（2）分別將1號、2號、3號、4號機主變冷卻器全部啟動，增加廠用電負荷，盡量模擬最大真實負荷狀態(tài)。

（3）記錄024斷路器控制器上三相電壓及三相電流。

（4）斷開10 kVⅤ段與Ⅰ段0501聯(lián)絡(luò)斷路器。斷開瞬間，運行人員記錄024斷路器控制器上最小三相電壓及最大三相電流并檢查相關(guān)設(shè)備運行是否正常。試驗人員進行錄波分析，錄取024斷路器三相電壓及三相電流。

（5）斷開10 kVⅤ段與Ⅳ段0504聯(lián)絡(luò)斷路器。斷開瞬間，運行人員記錄024斷路器控制器上最小三相電壓及最大三相電流并檢查相關(guān)設(shè)備運行是否正常。試驗人員進行錄波分析，錄取024斷路器三相電壓及三相電流。

（6）恢復(fù)廠用電為35 kV電天線帶10 kV廠用電Ⅴ帶Ⅳ段及Ⅰ段，10 kV天換線帶Ⅱ段帶Ⅲ段運行。

（7）斷開10 kVⅤ段進線15斷路器。斷開瞬間，運行人員記錄024斷路器控制器上最小三相電壓及最大三相電流并檢查相關(guān)設(shè)備運行是否正常。試驗人員進行錄波分析，錄取024斷路器三相電壓及三相電流。

（8）手動啟動1臺滲漏排水深井泵，檢查記錄024斷路器三相電壓及三相電流，繼續(xù)再啟動1臺滲漏排水深井泵，檢查記錄024斷路器三相電壓及三相電流，再次啟動1臺滲漏排水深井泵，檢查記錄024斷路器三相電壓及三相電流。

（9）將滲漏排水深井泵控制方式切回自動，恢復(fù)到正常運行方式。

（10）將廠用電恢復(fù)為35 kV電天線帶10 kV廠用電Ⅴ帶Ⅳ段及Ⅰ段，10 kV天換線帶Ⅱ段帶Ⅲ段運行。

（11）將1號、2號、3號、4號機主變冷卻器全部停止，恢復(fù)到正常運行方式。

（12）檢查全廠設(shè)備運行無異常。

（13）試驗結(jié)束。

4.2 第三路外來電源試驗流程

4.2.1 試驗前相關(guān)設(shè)備狀態(tài)

（1）機組全停。

（2）廠用電運行方式：35 kV電天線帶10 kV廠用電Ⅴ帶Ⅳ段及Ⅰ段，10 kV萬壩天一支線帶Ⅲ段帶Ⅱ段，10 kV天換線正向空充運行。

（3）400 V廠用電備投均在自動位置。

（4）10 kV萬壩天一支線001斷路器保護投入正常。

（5）10 kV廠用電Ⅲ段034斷路器保護投入正常。（6）天氣條件良好，無外部廠用電跳閘風(fēng)險。

4.2.2 試驗步驟

（1）開啟4號機組空載運行。

（2）試驗人員將10 kV廠用電Ⅲ段034斷路器過流保護定值按照協(xié)議容量1 000 kVA整定為0.37 In,動作時間0.4 s。

（3）分別將1號、2號、3號、4號機主變冷卻器全部啟動，增加廠用電負荷，盡量模擬最大真實負荷狀態(tài)。

（4）記錄034斷路器控制器上三相電壓及三相電流。

（5）斷開10 kVⅤ段與Ⅰ段0501聯(lián)絡(luò)斷路器。斷開瞬間，運行人員記錄034斷路器控制器上最小三相電壓及最大三相電流并檢查相關(guān)設(shè)備運行是否正常。試驗人員進行錄波分析，錄取034斷路器三相電壓及三相電流。

（6）斷開10 kVⅤ段與Ⅳ0504聯(lián)絡(luò)斷路器。斷開瞬間，運行人員記錄034斷路器控制器上最小三相電壓及最大三相電流并檢查相關(guān)設(shè)備運行是否正常。試驗人員進行錄波分析，錄取034斷路器三相電壓及三相電流。

（7）恢復(fù)廠用電為35 kV電天線帶10 kV廠用電Ⅴ帶Ⅳ段及Ⅰ段，10 kV萬壩天一支線帶Ⅲ段帶Ⅱ段。

（8）斷開10 kVⅤ段進線15斷路器。斷開瞬間，運行人員記錄034斷路器控制器上最小三相電壓及最大三相電流并檢查相關(guān)設(shè)備運行是否正常。試驗人員進行錄波分析，錄取034斷路器三相電壓及三相電流。

（9）手動啟動1臺滲漏排水深井泵，檢查記錄034斷路器三相電壓及三相電流，繼續(xù)再啟動1臺滲漏排水深井泵，檢查記錄034斷路器三相電壓及三相電流，繼續(xù)再啟動1臺滲漏排水深井泵，檢查記錄034斷路器三相電壓及三相電流。

（10）將滲漏排水深井泵控制方式切回自動，恢復(fù)到正常運行方式。

（11）將廠用電恢復(fù)為35 kV電天線帶10 kV廠用電Ⅴ帶Ⅳ段及Ⅰ段，10 kV萬壩天一支線帶Ⅲ段帶Ⅱ段運行。

（12）將1號、2號、3號、4號機主變冷卻器全部停止，恢復(fù)到正常運行方式。

（13）試驗人員將10 kV廠用電Ⅲ段034斷路器過流保護定值按照保護定值單要求恢復(fù)至原來1 In，動作時間1.2 s。

（14）檢查全廠設(shè)備運行無異常。

（15）試驗結(jié)束。

5 試驗總結(jié)

根據(jù)電能質(zhì)量供電電壓偏差GB/T 12325-2008規(guī)定：20 kV及以下三相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的±7%。結(jié)合電站實際情況規(guī)定廠用電母線電壓允許波動范圍為額定電壓的±5%，最高不超過額定電壓110%。所以10 kV母線的額定電壓為10.5 kV，允許范圍為：9.975～11.025 kV，最高不得超過11.55 kV。

通過表1試驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，廠用電第一路外來電源在進行依次啟動3臺滲漏排水深井泵時出現(xiàn)了明顯的電壓偏低現(xiàn)象并且已低于允許范圍，電流也出現(xiàn)了明顯的增大。對比啟動前的數(shù)據(jù)我們可以看出，當(dāng)其中1路廠用電源跳閘，所有廠用電負荷全部轉(zhuǎn)移到天換線上時是沒有問題的，但在事故發(fā)生的同時其他輔助設(shè)備也同時啟動，如滲漏排水深井泵啟動，就會造成啟動瞬間母線電壓下降。

表1 第一路外來電源試驗數(shù)據(jù)

經(jīng)過觀察，母線電壓并不是一直處于偏低，當(dāng)滲漏排水深井泵啟動完恢復(fù)平穩(wěn)工作后，母線電壓也會恢復(fù)到允許范圍內(nèi)。這說明在負載啟動瞬間會造成母線電壓偏低的現(xiàn)象，電流也會增加，一定情況下會對其他設(shè)備造成干擾。如果電流持續(xù)增大，還可能造成設(shè)備跳閘，電機燒損等事故。所以當(dāng)我們遇到廠用電事故跳閘負荷全部轉(zhuǎn)移到天換線上時，我們首先要檢查中斷范圍內(nèi)的10 kV各段一次設(shè)備是否正常，有無保護異常信號，然后根據(jù)具體運行方式合理安排進行廠用電倒閘操作，盡快恢復(fù)廠用電正常運行。必要時，我們可以開啟備用機組來帶廠用電。

通過表2的試驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，廠用電第三路外來電源萬壩線雖然在試驗過程中電壓波動范圍均保持在允許范圍內(nèi)，但在啟動3臺滲漏排水深井泵時仍然出現(xiàn)了明顯電流增大，同樣存在上述問題。

表2 第二路外來電源試驗數(shù)據(jù)

綜上所述，廠用電兩路外來電源在事故發(fā)生時是具備短時承受事故過負荷能力的，但是在遇到所有廠用電負荷全部轉(zhuǎn)移到天換線或萬壩天一支線上這種極端事故時，我們首先要做的就是盡快恢復(fù)廠用電、故障設(shè)備，防止事故擴大，盡快解除事故對人身及設(shè)備的危險。這也警示了我們，在今后處理廠用電事故時，首先要想辦法保持對機組自用電連續(xù)供電，以保持發(fā)供電設(shè)備對電網(wǎng)的正常供電及廠房設(shè)備的安全，然后再根據(jù)具體運行方式合理安排進行廠用電倒閘操作，盡快恢復(fù)廠用電正常運行。如果遇到在對人身、設(shè)備安全有明顯或直接威脅時，應(yīng)立即停止設(shè)備的運行。