一起厂用电切换事故的分析及解决措施

胡振兴，逯 静，苏 嫔

(西南电力设计院，四川 成都 610021)

一起厂用电切换事故的分析及解决措施

胡振兴，逯 静，苏 嫔

(西南电力设计院，四川 成都 610021)

本文对一起厂用电公用段电源切换时发生的事故进行了分析，经过分析可见在并联切换过程中，形成了发电机到220kV升压站的高低压电磁环网，从而造成了两公用段进线开关跳闸。同时提示今后工程中，可针对目前火电机组发电小时不断降低从而导致单机运行情况，适当调整方案以保证机组可靠性。

公用段；切换事故；快切；高低压电磁环网。

1 事故经过

重庆SZ2×350 MW火力发电厂，每台机组设置一台40/20－20 MVA的高压厂用变，两台机共设置一台同容量的起动/备用变压器，两机共设两段公用段01A、01B段，段间设联络开关，其两回电源分别由工作1B、2B段提供，正常运行时联络开关打开，详见图1。

2015年4月24日，该厂＃2机停机，公用01B段电源原由2B段经起动/备用变压器供电，运行人员拟合上公用段联络开关，将其电源切换为＃1机供电，见图2。

在切换过程中，公用01A、01B段进线开关因电流过载均发生跳闸事故。

事故记录电压、电流波形见图4，具体记录数值如表1。

表1 第一次事故过程中电压、电流数值变化

运行人员分析认为造成该事故原因是由起备变带时公用01A、01B段间存在电压差造成环流，从而使公用段的负荷电流在两个进线开关间产生了大的分配，进而造成了事故。故制定了“6kV公用A、B段并联倒换防范措施”，其措施主要目的是在切换前调整起动/备用变分接头，使两公用段间母线电压差尽量小，切换完成后，再将起动/备用变分接头调回。按该措施执行后，再次进行了切换。但该措施并未起到限制“环流”作用，如表2。

图1 SZ电厂厂用电接线示意图

图2 切换前带电情况

图3 切换后带电情况

图4 切换过程电压电流变化情况

表2 第2次事故过程中电压、电流数值变化

从表2可见从合闸到开始电流一直在增大，过了5秒，过负荷保护动作引起跳闸。

2 事故分析

通常认为的厂用电两回路环流只会导致两并联线路间电流发生重新分配，最大一个支路电流不会大于总的负荷电流，一个支路电流增大，另一个支路电流减小。而该起事故中，两回电源进线电流都同时增大，且都增大到正常负荷电流的8倍以上，显然与现场分析是不一致的。

对切换过程中电路情况进行简单计算以进行分析。由于切换前后电压变化不大，可认为两公用段负荷电流基本不发生改变。即总电流仅有81+45=126A左右，而进线电流723A、652A远大于该电流，可见进线电流增大的主要成分不是负荷电流，因此可略去负荷阻抗。按基尔霍夫定律可知潮流为从发电机流向公用段及起备变。简化电路见图5。

图5 切换过程电路图

经过标么值归算后阻抗图见图6：

图6 标么值电路阻抗图

式中：I1、I2为公用段进线开关处电流；Sg为发电容量，Sg为352 MVA；Sgy为厂用及公用负荷，约为30 MVA。

可见切换过程中，＃1机高厂变、起动/备用变与＃1机主变回路形成了并联回路，发电机部分功率经过高压变—起动/备用变回路送到了220kV母线上，稳态时该电流将是正常负荷电流的16倍以上，将引起过负荷保护动作跳闸。并联过程中电路实际形成了发电机到220kV升压站的高低压电磁环网。

3 解决措施

实际上，厂用电6kV工作段工作电源与备用电源切换过程中，高厂变和起动/备用变的短时并联切换是普遍存在的，但均未反映过该问题。其原因分析是由于工作段上工作电源与备用电源间切换一般装设了快切装置，快切装置一般可在0.3秒内完成切换，因此不及过负荷保护动作，切换已经完成。

该厂公用段电源切换原考虑为：故障时采用备自投装置进行切换；正常倒闸时采用手动操作。手动操作过程中，合上联络开关后，运行人员还将观察一段时间，正常运行后，才断开起动/备用变电源，两电源并联时间较长，不能躲过过负荷保护的动作时间。根据以上情况，可考虑解决措施为在公用段间加装快切装置，由于快切一般可在0.3秒内完成切换，利用装置切换时间短可解决此问题。具体修改如下，配置两台常规双电源快切装置，即公用01A段的进线开关和分段之间配置一台，公用01B段的进线开关和分段之间配置一台，装置的启动闭锁逻辑为上级馈线开关的保护动作启动快切；进线开关的保护动作闭锁快切。

在分段和进线开关间设备快切装置方案在越南YH工程中已有先例，采用的是NR的快切装置。

4 思考和建议

SZ电厂采用的公用段接线，是国内工程较常采用的接线，正常时在两台机组正常运行时切换，是没有问题的。该工程出现该问题，是由于单机运行时由起动/备用变压器带停机机组所接公用段切换造成的。针对此，本文提出以下思考和建议：

(1)对于这种接线可以考虑在进线开关和分段开关之间用快切装置来替代以前的备自投。

(2)由于国内火力发电厂年运行小时在不断降低，部分火力发电厂常长时间单机运行。此时对电气设计也提出了一些新的要求，如主接线设计中一台半接线按规范3串及以上时可不装进出线隔离开关，但国内已有不少工程为避免长时间开环运行降低可靠性，后期改造增加了进出线隔离开关。

考虑长时间单机运行时，公用段接线可考虑采用图7所示的接线。采用该接线时，公用段电源切换时互相之间基本没有影响，不会有公用段切换失败导致失去全部公用负荷的问题。单机运行时，由于公用段上负荷基本都是成对的，两公用段可均单电源接在一台机上，无需将起动/备用电源作公用段备用电源，减少了起动/备用变运行的可能，降低了运行费用。缺点是投资有所增加。

图7 建议的公用段接线

[1]DL/T 5153－2014.火力发电厂厂用电设计技术规程[S].

Analysis and Solutions of an Accident of Auxiliary Power Supply Changeover

HU Zhen-xing,LU Jing,SU Ping
(Southwest Electric Power Design Institute,Chengdu 610021,China)

There is an accident during auxiliary power supply changeover. By analysis,it is concluded that a high and low electromagnetic loop network occurred between generation and switchyard. As though,it caused to trip of spare sections incoming breakers. It is concluded yet that in projects adjustments of scheme should be considered about the single unit operation due to reduction of power plants annual operation time.

spare sections; change over accident; fast cutting; high and low electromagnetic loop network.

TM753

B

1671-9913(2017)05-0036-04

2016-01-18

胡振兴(1980- )，男，四川成都人，高级工程师，从事火力发电厂电气设计和管理工作。