220kV母联开关非全相运行造成发变组跳闸原因及处理方法

220kV母联开关非全相运行造成发变组跳闸原因及处理方法

张晓芸

（华电新疆发电有限公司红雁池分公司新疆乌鲁木齐830000）

摘要：华电新疆发电有限公司红雁池分公司220kV变电站母线采用双母线单分段带旁母接线方式原则上能够满足在疆内供电电网要求，但是应电网要求该公司承担疆电外送时，3、4号机组运行在220kVⅢ母采用“开环”方式在远端与220kV系统并列，该厂220kV开关是分相操作机构，进行母线“开环”操作会造成220kV母联开关非全相运行恶性事故。针对这类问题，进行举例说明，分析发生220kV母联开关非全相运行原因及处理方法。

关键词：母联开关；开环；非全相

华电新疆发电有限公司红雁池分公司220kV变电站4台主变和2台启/备变压器，三个母联开关，6条线路使用的是西安开关厂的LW15-220/40分相操作的六氟化硫开关，进行220kV母线操作会造成220kV母联开关非全相运行。

1220kV系统运行方式

1.1220kV主接线方式

1.1.1220kV接线方式为双母线单分段带旁母。共6回出线、4台主变压器和2台启/备变压器。

1.1.2220kV母线分为Ⅰ母、Ⅱ母、Ⅲ母和0母，Ⅰ母、Ⅱ母间和Ⅱ母、Ⅲ母间分别配母联2251、2252开关，Ⅰ母、Ⅲ母之间配分段2253开关，Ⅱ母、Ⅲ母与0母间配2260开关。

1.2220kVⅢ母开环方式

该公司220kVⅢ母经乌北变升压至直流750kV时，3、4号机组运行在220kVⅢ母采用“开环”方式在远端与220kV系统并列，可认为在我侧220kVⅢ母为独立系统，220kVⅢ母与我厂220kVⅠ母、Ⅱ母解环运行，220kVⅢ母与220kVⅠ母、Ⅱ属不同电源系统。

2非全相运行现象与原因及危害

2.1非全相运行分类与现象

2.1.1非全相运行主要是指三相机构分相操作发电机主开关在进行合、闸过程中，由于某种原因造成一相或两相开关未合好或未跳开，致使定子三相电流严重不平衡段的一种故障现象。

2.1.2非全相故障，分为缺一相和缺两相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。

2.2产生非全相运行的原因

2.2.1电气方面故障的原因：开关控制回路绝缘不良，转换接点接触不良，压力不够变位等使分合闸回路不通，开关密度继电器闭锁操作回路，继电保护设置不完善或拒动等。

2.2.2机械方面故障的原因：机械部分故障主要是开关操作机构失灵、传动部分故障和开关本体的故障。其中操作机构方面主要机构脱扣，铁芯卡死等。传动部分的故障主要有系统所用元件的材料性能不好行程不够、偏卡传动机构连接部分脱销，连接松动、断裂等。开关本体主要故障可能是动静触头松动，接触不好，行程调整不好，检修时一元件装反拒动，使自动、手动均不能断开等。

2.3220kV母联开关非全相运行现象、原因和处理

2.3.1华电新疆发电有限公司红雁池分公司X月X日，拉开220kVⅠ-Ⅲ母母联2253开关A相未断开，值班员未发现，造成220kVⅢ母开环方式上3号发变组跳闸。

（1）运行方式

220kV变电站运行方式：

220kVⅠ母：1号启备变（2B01）、2号发变组（2202）、二燕一线（2421）、二祁线（2423）。

220kVⅡ母：1号发变组（2201）、2号启备变（2B02）、二燕二线（2422）、二宫线（2427）。

220kVⅢ母：3号发变组（2203）、二化线（2426）、二八线（2540）。

220kVⅠ-Ⅱ母母联（2251）开关、220kVⅠ-Ⅲ母母联（2253）运行，220kVⅡ-Ⅲ母母联（2252）开关热备用。

（2）事故现象

X月26日23时40分，值长接调度令：拉开220kVⅠ-Ⅲ母母联2253开关。X月27日00时08分，网控值班员向值长汇报2253开关已拉开。00时08分，3号机组运行人员发现DCS发出：发变组“TA断线”、“保护装置异常”报警，发现3号发电机B相电流由4.9kA上升至5.2kA，3号发电机A、C相电流由4.9kA下降至4.8kA，3号发变组保护A、B屏均发“TA断线”、“保护装置异常”，保护A屏异常记录报告显示：主变一支路TA异常，主变高压侧TA异常。00时59分，网控值班员发现母差保护的光子复归不掉，发现2253开关A相有300A电流、B、C相为0A，二燕一线、二燕二线、二八线等线路电流均不正常。01时24分，3号发变组保护“过频II段t2”出口动作，3号机组跳闸。

（3）处理情况

3号发电机跳闸后，220kVⅠ-Ⅲ母母联2253开关A相依然存在300A电流显示，220kV系统上所有设备，电流均不正常，接调度令将二化线和二八线拉开，将220kVⅢ母倒空。检查220kVⅢ母A相依然有电压，接值长令，拉开母联2253开关两侧隔离刀闸后220kVⅢ母母线电压降为0V。

（4）原因分析

①220kVⅠ-Ⅲ母母联2253开关A相动触头销子脱落未跳开是造成3号发电机跳闸的主要原因。当时220kVⅢ母和Ⅰ母为解环状态，在750kV系统合环运行时，220kVⅢ母和Ⅰ母存在电压差及角度差，潮流分布发生变化，有功功率从220kVⅠ母通过2253分段开关A相传输至220kVⅢ母，最后导致220kVⅢ母频率升高，3号发电机过频II段t2保护出口跳闸。

②2253开关拉开后，运行人员未检查2253开关三相电流表指示为0A，

③运行经验不足，分析判断处理事故能力不足。当2253开关拉开后，同时3号发变组保护出现异常报警没有引起重视，母差保护异常报警没有及时发现，延误处理时间，导致事故的扩大。

3母联开关非全相运行处理原则

3.1处理原则：

如开关本体的非全相保护动作，跳闸该开关三相，按照母联开关跳闸处理，如开关非全相保护动作后开关三相未跳开，存在非全相按以下步骤处理。

3.1.1、当操作的开关发出“三相位置不一致”信号时，运行人员应立即检查三相开关位置（检查有无其它信号发出，并从母联和母差保护屏、三相电流和位置指示，就地位置结合判断。

3.1.2、汇报调度，当检查确认一相或两相开关拉不开或合不上，开关分相运行时，应马上将开关再拉一次，试拉成功后应汇报调度，再检查未分闸原因，无法拉开时，检查其余主变和线路有无三相电流不平衡现象。

3.1.3、非全相运行母联开关无法拉开时，经调度同意此母联连接的有一条母线腾空，通过母联开关两侧刀闸来隔离故障开关。

3.1.4、母联开关分相运行期间要注意运行发变组和线路的三相电流不平衡情况，通过减负荷来控制发电机不平衡电流。

3.1.5、220kV系统开环运行时，如果2252或2253开关非全相运行，事故处理时要考虑非同期。

3.1.6、非全相开关当操作机构和开关动静触头位置不一致时不允许对开关进行合闸操作。

4总结

220kV变电站分相操作的六氟化硫开关，在执行220kV母线“开环”操作会造成220kV母联开关非全相运行，造成发电机组跳闸和引起220kV系统不对称运行，本文结合我公司事故现象阐述了220kV母联开关“开环”方式下如何判断非全相运行事故现象，非全相运行产生的原因和危害，以及正确处理220kV母联开关非全相方法，为发电企业在采用同类分相操作的开关发生非全相运行提供借鉴，同时明确了处理原则，为220kV变电站安全操作确保发变组安全运行提供有效保证。

参考文献：

[1]《发电厂电气主系统》研究与实践