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行业新闻

由安徽某电厂发电机非同期并网所引发的对同期点PT核相重要性的探讨

2019年04月19日

12时39分,安徽某电厂3号汽轮机转速3000rpm,进行发电机并网操作;

12时59分,投入3号发电机励磁,发电机端电压升至额定值(20kV),检查发变组各运行参数正常,投入同期装置进行自动准同期并网。

13时03分,3号发变组5003开关合闸后即跳闸(系统侧为500kV Ⅳ母),灭磁开关跳闸,CRT上“5003开关事故跳闸”、“5003断路器第一组出口跳闸”、“5003断路器第二组出口跳闸”、“主变压力释放”光字牌闪亮。立即到3号发变组保护小室检查保护动作情况,发变组保护A/B柜均报“主变差动速断”、“发变组差动速断”、“主变比率差动”、“发变组比率差动”,发变组保护C柜报“主变重瓦斯”、“主变轻瓦斯”、“主变压力释放”动作信号灯亮。就地检查发现3号主变本体西北角撕裂漏油,本体向外冒烟。联系安徽省调,合上5003617接地刀闸,3号发变组回路转检修。

事件原因:

    1、同期电压回路端子外部电缆接线不准确

现场检查确认,3号发变组保护C柜端子排接线存在错误,由500kV IV母PT引至该柜的二次电压回路L640和Sa640端子接线顺序不对,极性接反。当3号发电机选择与500kV IV母线并网时,导致进入同期装置的系统侧电压相位反了180度。

    2、两次技改后的核相工作未能发现问题

2007年5月500kVⅡ母线分段改造和2009年5月3号机同期装置改造后的同期核相工作存在问题。500kV母线分段改造、同期装置更换改造后,未严格按照《防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义》的相关规定(内容如下):

新投产、大修机组及同期回路(包括电压交流回路、控制直流回路、整步表、自动准同期装置及同期把手等)发生改动或设备更换的机组.在第一次并网前必须进行以下工作:

(1)对装置及同期回路进行全面、细致的校核、传动。

(2)利用发电机一变压器组带空载母线升压试验,校核同期电压检测二次回路的正确性,并对整步表及同期检定继电器进行实际校核。

(3)进行机组假同期试验,试验应包括断路器的手动准同期及自动准同期合闸试验、同期(继电器)闭锁等内容。

事件疑问:

1、3号机同期装置于2009年5月份完成改造,投运已接近十年,如果同期回路接线错误,以前是怎么并网的?每一次并网变压器一直在受冲击?

答:2009年同期装置改造,系统侧电压采样信号分别取自500kV III段母线PT和500kV IV段母线PT,待并侧电压采样信号取自发电机出口PT。4月19日之前的并网均是发电机与500kV III段母线并网,安全无误。4月19日当天3号发电机首次选择与500kV IV段母线并列,由于并网之前没有做发电机与500kV IV段母线核相,从而导致非同期并网,损坏3号主变事故发生。

2、系统侧PT信号线极性接反,同期装置为什么没有提前识别出来?而且还有合闸信号出口?

答:无论是系统侧PT信号线极性接反还是待并侧PT信号极性接反,同期装置的识别方法是同源核相,当系统侧PT和待并侧PT由同一个电源供电后(发电机带空母线零起升压或系统倒送电),给同期装置上电,查看两个PT的相角差如果为0°,则说明相位极性准确,如果相角差为180°,则意味着其中一个PT极性接反,需查明原因后修改接线,并同步更新图纸及线号。4月19日3号机组首次与500kV IV段母线并网时,未做同源核相试验,接进同期装置的系统侧PT和待并侧PT由于频率不同,角度差在0°——180°——360°实时变化,因此当同期装置检测到压差和频差条件满足后,会根据计算出的合闸导前角度发出合闸指令,确保在角差为0°时,开关主触头闭合完成并网。

3、同期合闸回路的同步检查继电器(又称:TJJ)对角度闭锁失灵了?

答:原因同问题2答复,接入TJJ的系统侧PT和待并侧PT由于频率不同,角度差在0°——180°——360°实时变化,当两个PT的实时角差小于TJJ允许角度范围之内时(一般设置为30°),允许合闸接点导通;当两个PT的实时角差大于TJJ允许角度范围时,允许合闸接点断开,防止非同期合闸信号出口。TJJ能够可靠闭锁的前提是源头上输入TJJ的系统侧PT和待并侧PT极性相同。

4、国外同类设备的同步都是双继电器串联,有一个出问题都不能同步,国内设备还是有差距?

答:3号机2009年同期改造后,同期合闸回路已采取了多个接点串联方式,非同期的根本原因是系统侧PT从源头上极性接反输入给同期控制系统,跟同步串联再多的继电器无关,换句话说,就是在同期合闸回路串联再多的同步检查继电器也无法避免因外部PT输入接反带来的非同期并网问题。

事件反思:

1、2009年3号机同期改造并网以来,从未出现过非同期并网现象,意味着发电机与500kV III段母线一二次相位均正确,当发电机并网的对象由III段母线改为IV段母线时,对同期系统来讲比较的对象发生了变化,III段母线PT极性正确,不代表IV段母线PT极性也正确,因此当同一个开关同期并网时,如果对比的两个电压信号发生了变化,则必须进行同源核相试验。

2、在什么情况下需要做核相试验?

(1)新投产机组第一次并网前;

(2)机组大修后第一次并网前:

(3)同期回路发生改动或相关设备发生更换的机组,并网之前;

(4)同期控制的对比PT信号发生变化后,并网之前。

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