直流两点接地引起误合闸发电机异步启动

杨茂新

(新疆天富能源股份有限公司红山嘴电厂，新疆　石河子　832204)

直流两点接地引起误合闸发电机异步启动

杨茂新

(新疆天富能源股份有限公司红山嘴电厂，新疆石河子832204)

1概述

新疆天富能源股份有限公司红山嘴电厂一级电站于2006年10月10日第一台机组建成发电，装有2×16 MW和2×9 MW共4台立式水轮发电机组，发电机出口电压为10 kV。

2011年10月30日，一级电站运行人员在做直流事故照明的定期切换检查工作时，直流两点接地短路，间接接通1号发电机出口断路器1001合闸回路，处于备用状态的1号发电机全压异步启动，造成发电机转子磁极阻尼环连接处的焊锡融化甩出，励磁功率柜两组整流可控硅击穿，4个快速熔断器熔断。

当日运行方式：3号机运行，有功1.33 MW， 无功0.29 Mvar。1、4号机备用，2号大修，10 kV母线整段运行。

2事故经过

2011年10月30日，北京时间16时51分，运行班做直流事故照明试验。拉开交流照明电源，直流照明电源自动投入，瞬间主厂房内出现异常冲击声响，1号发电机自行运转，风洞内向外冒青烟，转速30%。

中控室后台报警信号窗推出：1号机断路器合位，过电压保护动作，紧急事故停机，分灭磁开关。1号调速器机频故障，功反故障，齿盘故障。 1号机励磁电流采样异常，整流桥故障，PT故障，励磁恒功率调节，欠励限制动作。

机组全停后对1号发电机组进行了全面检查：转子阻尼环接头部位所挂的锡大部分被热熔甩出；定子线圈上、下端部，转子阻尼环软连接处，风扇等部位粘附有分布不均的片状和颗粒金属锡；励磁功率柜两组整流可控硅击穿，4个快速熔断器熔断。测定子绝缘≥1.6 MΩ，转子绝缘≥500 MΩ。

3事故原因

1001真空开关柜内合闸回路有1个电缆绝缘外层破损，挤压紧贴在金属板上，直流负极通过金属板长期存在一个间接接地点。

直流事故照明回路在水轮机层有1个电缆绝缘外层破损紧贴在分电箱上，形成了1个隐形接地点。

运行人员做事故照明切换试验定期工作时，这两点通过大地构成通路，直流两点接地短路接通合闸回路，合闸线圈带电，断路器合闸。

4技术分析

220 V正极电流通过B点接地后流入大地，通过大地与1001开关柜内接地点A点构成通路，电流通过合闸线圈到直流负极，致使断路器1001合闸线圈带电动作，断路器合闸，是1号发电机全压异步启动的直接原因(见图1)。

1. A点为1号发电机断路器开关柜内部合闸回路接地点。

2. B点为事故照明回路正极接地点。

图1发电机断路器合闸控制回路图、事故照明回路

直流负极一点接地，此事故前时有时无，因未查找到原因，也未引起运行人员的高度重视，是此次事故主要原因。

此事故前，处于自动检测状态的直流绝缘检测装置未能测量到接地情况的变化并发信号报警，也是此次事故主要原因之一。

事故照明回路的一点接地，只有在出现交流照明电源失去，备自投投入时会发出“直流系统接地”信号，或者是做直流事故照明回路切换定期试验时会瞬时发出“直流系统接地”信号，定期工作运行人员会瞬间再切回来。对“直流系统接地”瞬时性的报警信号，值班人员没能引起足够的重视是这起事故发生的间接原因，也是此次事故主要原因。

此次事故遇到了秋冬季节厂房内潮湿时段，接地电阻值小，也是发生此次事故的原因之一。

5防范措施

充分认识到直流系统一极接地的危害性，应及时消除故障，保证发电设备的正常运转。

对运行不正常的直流绝缘检测装置进行全面检查和处理，保证该装置能够正确检测和发信号。

6结语

随着水电站、变电站“无人值班(少人值守)”运行方式的改变，对直流系统供电安全的要求也越来越高。直流系统中发生直流一极接地，理论上说，并不影响系统的正常运行；但长期一极接地运行，缺陷继续发展，当另一极或另一点也发生接地时，就会造成继电保护的误动作，甚至造成断路器误合、误跳、拒跳等严重情况。因此，当直流系统中有一极接地时，要尽快找出接地点，隔离故障点并消除故障。

希望以此给运行人员更多的启示，了解更多直流系统两点接地的形成和危害，为运行值班人员提供一定的借鉴。

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责任编辑吴昊

收稿日期：2016-01-05

作者简介：杨茂新(1964-)，男，工程师，主要从事水力发电厂运行与维护工作。

E_mail：1139225991@qq.com