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一起水電廠發電機失磁、超速事故的分析
更新時間:2019-12-29 發布:www.mrgrd.club

1事故經過

  事故前某水電廠2號機(額定容量65MW)帶有功64MW,無功110Mvar。運行人員憑據當日裝備檢修的需要,進行廠用電400VⅠ段倒為由Ⅲ段供電的操作。依照廠運行規程劃定,應先將廠用電400VⅠ段電源開關斷開,由400VⅢ段聯絡開關依靠備用電源自動投進裝配(BZT)自動投進供電。操作人(在監護人監護下)在400V配電室斷開廠用電400VⅠ段電源開關后,立即發現400VⅢ段BZT不動作,因而手動合上Ⅲ段聯絡開關4ZKK。

  此時,值班員發現2組蓄電池的浮充電裝配均失電停運,隨即到繼保室將其恢復運行(從停運到恢復運行有一按時間進程)。

  負責檢查1~4號機旁盤BZT動作情況的運行主值,在檢查到2號機旁盤時,發現BZT未自動動作,因而手動合上了聯絡開關。當走到2號機與3號機之間時,聽到2號機聲音異常,發現2號發機電勵磁滅磁開關柜冒煙,立即打跳2號機滅磁開關。

2裝備損壞情況

(1)抽動身機電轉子,發現3個磁極上的阻尼環膨脹節損壞甩出,還有6根阻尼條嚴重變形,都屬過熱并受離心力作用甩出的形態。

(2)從發機電定子內膛較著看出,由于轉子上阻尼環損壞甩出,與之相對應的位置有掃膛的痕跡,還有因線棒盡緣機械破損引發電弧燒傷的痕跡。共有4根線棒電弧燒損,14根線棒的主盡緣機械損壞露銅,還有220根線棒的主盡緣機械破損1~3mm。

(3)有4塊下導瓦擦傷。

(4)滅磁柜內有一個非線性電阻(氧化鋅電阻)燒壞,該電阻是作轉子過電壓庇護用的。

3事故緣由分析

  經由過程對自動記實數據的分析,和裝備損壞的情況可以看出,這起事故的進程是由于發機電失往勵磁后,發機電失步、超速,轉子阻尼環甩出,定子掃膛,線棒盡緣受損短路,庇護動作停機。因而可知,發機電失往勵磁是引發事故的緣由,而造成發機電失磁的緣由是:

(1)在將廠用Ⅰ段母線負荷倒為由Ⅲ段供電的操作進程中,BZT不能準確動作,廠用Ⅰ段母線負荷短時失電,與此同時2號機旁盤BZT也不能準確動作,使2號機旁盤短時失往交流電源。

(2)由于原設計的兩組直流蓄電池的浮充電裝配及2號機A、B兩套勵磁裝配的電源都處于廠用Ⅰ段母線供電的不合理運行狀態,在廠用Ⅰ段母線失電后,兩組直流蓄電池的浮充電裝配和2號機A、B兩套勵磁裝配都失往了交流電源。

(3)勵磁調理器交流電失電后,可自動由220V直流母線供電,但由于蓄電池維護質量差,蓄電池失往浮充電,使Ⅰ組直流母線電壓從240V瞬間下降為180V(事后由實驗所得),造成靠Ⅰ組直流母線供電的2號發機電勵磁調理器24V開關電源不能正常投進,使觸發勵磁整流可控硅的脈沖丟失,勵磁裝配失控,轉子失磁。

4事故擴年夜緣由

(1)失磁庇護拒動是事故擴年夜的重要緣由。該機組失磁庇護是由RZE1失磁阻抗繼電器和REL1動態失磁庇護繼電器組成的,只有兩繼電器均動作才能出口。動態失磁庇護繼電器反應的是發機電電勢及定子電流的變化率,只在失磁的變化進程中才能動作。從錄波圖上分析,在動態失磁庇護繼電器可能動作,而失磁阻抗繼電器在失磁到達穩態時才能動作,此時動態失磁庇護繼電器已返回(該繼電器動作后只延時3s),造成失磁庇護拒動。

(2)在發機電異步運行時,調速器和過速庇護測頻旌旗燈號不能反映機組轉子的轉速是發機電失磁后機組過速的主要緣由。

  機組失磁后,發機電的同步電磁轉矩隨著轉子直流電流的減小而減小,而水輪機的龐大功率(事故前基本是滿負荷)使機組加速,造成機組轉速跨越同步轉速。由于機組調速器的丈量旌旗燈號取自覺機電電壓的PT上,又由于機組過速庇護只有一套,其測頻旌旗燈號也取自覺機電電壓的PT上,而PT反映的是電網頻率,在發機電異步運行時不能反映機組轉子的轉速。所以,在機組失步時,(這時候電網頻率是幾近不變的),調速器和過速庇護不能抑制過速和起到過速庇護的作用。

(3)機組后備庇護不完善又是機組事故擴年夜的重要緣由。由于發機電失磁,發機電的磁場只能由定子從系統吸收無功來建立,所以發機電定子電流驟增,發機電電壓也隨之下降。可是,發機電沒有設置裝備擺設三相低電壓過流庇護,發機電失步后,雖已嚴重過電流,卻無庇護動作跳閘。另外,機組過速庇護也沒有設置裝備擺設與主庇護原理分歧的后備庇護,使主過速庇護失效后,機組只有再過速。

(4)當運行人員發現機組超速,和勵磁電流、電壓,定子電流、電壓,有功、無功功率等參數發生年夜幅度越限變化時,未能實時做緊急停機處置,這也是事故擴年夜的一個緣由。

  由于以上緣由造成機組嚴重超速,使發機電轉子上的阻尼繞組發生過電流,阻尼環的元件因承受過流發生的過熱和受機組超速發生的過年夜離心力的作用而甩出,造成發機電掃膛,定子繞組短路。好在短路引發了發機電差動庇護動作跳閘,使機組停了下來,避免了機組轉子飛逸的更慘重的后果。

5事故防范措施

(1)廠用電系統、直流系統發生故障,往往會引發災難性的后果,所以,必需保證這2個供電系統有足夠的靠得住性,保證可能危及電力系統及發供電裝備平安的重要裝備、庇護及自動控制裝配等重要負荷的供電回路設置裝備擺設合理,確保在任什么時候候都不中斷供電電源。

(2)免維護蓄電池不是真正意義上的免維護,只是維護工作量小而已。必需憑據廠家說明書進行正常維護,以保證蓄電池始終處于優秀的工作狀態。出格要注重定期進行核對性充放電實驗,校核蓄電池的容量。發現畜電池容量不足,應實時更換。應清醒地熟悉到,蓄電池在浮充電狀態下,直流母線的電壓比力高,其實不一定講明蓄電池的狀態優秀。

(3)水電廠的調速器及過速庇護,若是其測頻旌旗燈號取自覺機電出口電壓PT上,則在機組失步時,調速器及過速庇護不能起到調理、庇護機組過速的作用。為了保證所取的測頻旌旗燈號能真正反映機組轉子的轉速,測頻旌旗燈號可取自在轉子上加裝的齒盤測速器。另外為了靠得住地避免機組過速,在已裝有電氣式過速庇護的根蒂根基上,還要加裝機械式過速庇護。為了增加靠得住性,年夜型水輪發機電組還應裝設兩級機械過速庇護。

(4)失磁庇護是發機電的重要庇護,要重視其選型和投運后的校驗及維護,全力削減庇護的拒動。

(5)增強對運行人員應急處置事故能力的培訓,增強“保裝備”平安的教育,使運行人員在發生可能危及機組平安的情況時,能夠判斷地做緊急停機處置,確保裝備的平安。

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