一起主开关非全相开断事故的反思

发布时间：2007年01月17日
作者：贺孝强
来源：贺孝强
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秦皇岛热电厂共有4台机组，总容量为1000 MW，分两期建成。一期1，2号机组为哈尔滨的200 MW机组，各以发变组方式接入厂内220 kV母线。220 kV母线的接线方式为双母线带旁路，通过2条220 kV线路接入主系统。正常运行时厂用电由本机高压工作变压器供，2台机组配置1台接于220 kV母线的高压备用变压器。

　　二期3，4号机组为上海的300 MW机组，各以发变线组的单元方式接入系统的枢纽变电站，与一期220 kV母线间接相连。正常运行时厂用电由本机高压工作变压器供，2台机组配置1台接于一期220 kV母线的高压备用变压器。

　　某日15:52:04（线路故障录波器打印时间）3号机组事故跳闸，而主开关则发生了非全相开断。事故前3号机组的出力为：有功200 MW；无功70 Mvar；电流6 kA，220 kV线路电流为480 A，机组运行参数一切正常。

1 事故经过

　　15:52:04，汽机主汽门关闭，联锁发变组跳闸、锅炉灭火。保护发B相跳闸、三相跳闸信号；线路对端跳闸，经联系得知为B相跳闸重合不成功后三相跳闸，10 min后试送线路仍不成功。检查主开关三相均在“分闸”位置。

　　当时的印象是线路B相永久性故障，与机组无关。直到对端将完整的故障录波图传至中调后，才判断是热电厂主开关发生　非全相开断导致线路跳闸。经摇测触头间电阻，方确定为主开关B相未断开。

2 事故过程分析

　　从录波图中可以看出如下几个过程：

（1）从主开关非全相跳闸到对端B相跳闸，间隔近4个周波，80 ms左右。3I0值等于B相电流，跳闸前为2.03 A（二次值、CT变比为1 200/5、下同），跳闸后最大值为2.9 A，比跳闸前的正常值有所增大，3U0很小。这是发电机承受负序的第一阶段。

（2）从对端B相跳闸后到对端B相重合开始，电流全部消失，3U0逐渐增大，3U0值从1.43 V（二次值）逐渐增大，到跳闸后的6个周波时就已经达到了34.67 V，且仍在不断增大，最后达到了104 V（估算值），且由正弦波变成了平顶波，此时间段为660 ms。

（3）从对端B相重合到再次跳闸，且为三相跳闸，此时间段为180 ms，9个周波，B相电流表现为冲击形态且畸变，第　一个峰值估计高达31 A，其余各周波均不超过17 A，这是发电机承受负序的第二阶段。

（4）从对端三跳后至线路试送前，此间隔达10 min，因机组为无刷励磁方式，灭磁过程相对较长，B相电压存留了一段时间。

（5）从对端线路试送至跳闸，此时间段为180 ms，9个周波，B相电流开始时偏轴，与稳态短路电流波形相似，后逐渐恢复，从起始的15.04 A逐渐变为6个周波后的10.34 A。这是发电机承受负序的第三阶段。

　　在本次事故中发电机承受的负序时间累计440 ms，22周波左右。

3 事故教训

（1）因无人监盘，故而未能观察到表计的具体变化，失去了最初用以判断故障的现象。

（2）因开关拉杆部位出现问题，而整个液压机构动作完全正常，分、合指示也完全正常，所以运行及检修人员在就地检查后均认为开关三相开断良好，非全相保护也因此未能启动，而后对端单相重合闸又不成功，这些假象又使人误判断为线路故障。

（3）因机组UPS失电，发电机负序能力表的负序累计值消失，使发电机承受的负序没有一个确切的数值，无法准确判断发电机承受负序损害的程度，同时也使当时的事故判断失去了一个重要佐证。

（4）因机组UPS失电，造成故障录波器内数据排列混乱，没能将当时的数据打印出来，延误了对事故的分析判断。由于未能及时向中调提供准确有用的信息，致使对端线路试送时，主变及发电机又遭受了一次冲击，而这次冲击本可以避免的。

4 非全相故障的表现及处理方法

　　非全相故障，分为缺一相和缺二相2种基本类型；故障时又可分为合闸时和分闸时2种；按主变中性点运行方式来说，又分为接地和不接地2种。

　　故障的具体表现是由缺几相和主变中性点接地方式决定的，而故障发生时的运行方式则决定着处理事故的具体方法。

4.1 非全相故障的表现

（1）缺一相。A、B、C三相中如果出现某一相断开，无论主变中性点是否接地，发电机侧都表现为某一相电流最大，其它两相电流相同。对于发变线组而言，线路故障相的电流为零。如果主变中性点接地，则流过的电流为3I0，超出另两相电流。如果不接地，则出现零序电压，但不太高。

（2）缺两相。A、B、C三相中如某一相未断开，且主变中性点接地，发电机侧则会出现某一相电流为零。对于发变线组而言，线路故障相仍有电流，其它两相为零，故障相电流全流过中性点；如果中性点不接地，则发电机和线路三相均无电流，但中性点将超压。

4.2 非全相故障的处理方法

（1）出现非全相故障时，如果非全相保护正确动作，则按跳机后进行处理。

（2）若非全相保护未动，而失灵保护动作时，对于母线式则停掉一条母线，对于单元式则远跳对端变电站。

（3）如果并列时发生非全相故障，立即解列。

（4）如果在发电机先解列时发生非全相开断，若是一相断开，可立即试合一次。仍不行时，应立即调整励磁电流，使发电机电流维持在最小。此时机组必须维持在额定转速，并通知检修立即处理，同时汇报中调。处理不了时，紧急断开上一级开关。

（5）如果在发电机先解列时发生两相断开，可立即再手拉一次。无效时，立即调整励磁电流，使发电机电流维持在最小值。此时机组必须维持在额定转速，并通知检修立即处理，同时汇报中调。处理不了时，紧急断开上一级开关。

（6）汽机先打闸电联跳时，出现非全相故障，只能立即汇报中调，紧急断开上一级开关。