電廠簡介

某水電廠裝機4×150MW，機組接線方式為單元接線，主設(shè)備已運行20余年。該廠有5臺主變，其中一臺為#5聯(lián)絡變壓器，其高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)電壓分別為220kV、110kV、10.5kV，接線組別為Y0/Y0/△方式，接地方式為直接接地。某月，電廠所在地區(qū)連續(xù)降雨。29日，#5聯(lián)變安全閥動作，引起聯(lián)變非電量保護裝置動作跳三側(cè)開關(guān)。

聯(lián)變安全閥是一種自關(guān)閉的壓力釋放裝置，直接由彈簧承載，主要作用為當變壓器油溫升高時，用于釋放變壓器油箱不正常增加的壓力，配有機械動作指示器、兩組密封位移開關(guān)等。

事故介紹

事故前四臺機組在運行中、帶有功功率為596.9MW，無功功率為35.55MVar，#5聯(lián)變在運行中，控制方式為“總調(diào)AGC”方式。下午14：59:15，運行值班員發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)告警“公用220V直流故障”，同時，巡檢人員發(fā)現(xiàn)220V直流系統(tǒng)I段正對地190V、負對地30V。

在現(xiàn)場工作人員查找接地故障的過程中，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)“#5聯(lián)變安全閥動作，#5聯(lián)變高壓側(cè)開關(guān)、中壓側(cè)開關(guān)、低壓側(cè)開關(guān)跳閘”，信號直流接地故障瞬間由負極接地轉(zhuǎn)變?yōu)檎龢O接地，且220V直流I段正對地0V、負對地220V。

故障后，四臺機組正常發(fā)電，#5聯(lián)變?nèi)齻?cè)開關(guān)分別跳閘，電廠110kV系統(tǒng)全部停電，聯(lián)變退出運行。整個故障過程的信號記錄如表一所示：

表1 故障信號指示列表

事故分析

在#5聯(lián)變跳閘后，檢測220V直流I段系統(tǒng)電壓，正對地：0V ；負對地：220V。斷開220V 直流“#5聯(lián)變直流控制電源開關(guān)”后，220V I段直流系統(tǒng)故障消失?？梢耘袛喑鲋绷鹘拥毓收习l(fā)生在#5聯(lián)變控制單元。

對#5聯(lián)變本體進行仔細檢查,未發(fā)生噴油現(xiàn)象，檢查油位、油溫正常，且壓力釋放裝置機械動作指示器在“未動作位”。隨后將重點檢查放在壓力釋放裝置出口元件動作回路,原理接線如下圖2所示。

檢查主要步驟如下：

1） 對出口回路二極管、光字牌、壓板元器件檢查

隔離二極管、出口壓板、光字牌檢查未發(fā)現(xiàn)異常，端子接線牢靠。逐一檢測與壓力釋放跳閘支路并接的其他非電氣量跳閘支路，也未發(fā)現(xiàn)異常；回路之間的隔離器件均正常，沒有電源反竄或竄供電的可能性。

2） 對跳閘元件63PRX繼電器檢測

繼電器外觀完好，接線牢靠，線圈內(nèi)阻2.4 KΩ，測試其動作電壓三次平值均為123V，無異常。

3） 密封位移開關(guān)檢查

壓力釋放裝置配置有兩個密封位移開關(guān)，用以輸出釋壓閥動作電氣信號接點，該接點用于輸出“油壓釋放裝置動作”電信號，啟動跳閘出口元件動作跳閘。開關(guān)接點引出線如圖一。分別檢查兩組密封位移開關(guān)的輸出常開接點，均為斷開位，轉(zhuǎn)接端子盒無異常，轉(zhuǎn)接端子至控制盤的接線可靠，絕緣正常。

圖1 第一組密封位移開關(guān)接線

斷開外部接線，測試第一組密封位移開關(guān)內(nèi)部引出線A001（白）、A002(綠）對地絕緣分別為：A001線為0Ω，A002線為7 KΩ；而第二組密封位移開關(guān)的兩根引出線（白、綠兩芯）對地絕緣均為5 MΩ。

綜合分析

在排除#5聯(lián)變油位、油溫異常，密封位移開關(guān)接點誤動，相鄰回路經(jīng)過二極管反竄、繼電器誤動等可能的情況下，結(jié)合聯(lián)變跳閘期間直流系統(tǒng)故障現(xiàn)象，以及B11、B12端子對地絕緣測試結(jié)果。

分析認為，63PRX繼電器動作原因是壓力釋放裝置密封位移開關(guān)內(nèi)部發(fā)生直流兩點接地引起，第一個過程14:59:15時B12端7 KΩ高阻接地(直流系統(tǒng)現(xiàn)象為：負極30伏，正極190伏)，第二過程15:49:40時 B11端直接接地（直流系統(tǒng)現(xiàn)象為：負極220伏，正極0伏），63PRX繼電器經(jīng)壓力釋放裝置位置開關(guān)B11端子接地、B12端子7 KΩ接地構(gòu)成回路動作，如圖二所示。并且經(jīng)技術(shù)人員對更換下來的密封開關(guān)檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部絕緣已老化。

圖2 壓力釋放裝置回路圖

注：圖中P為壓力釋放裝置密封位移開關(guān)；63PRX為壓力釋放裝置動作繼電器；52TX為壓力釋放裝置出口跳閘繼電器（至聯(lián)變非電量保護跳三側(cè)開關(guān)）

避免此類問題采取的幾點措施

為防止此類事故的再次發(fā)生，有以下的幾點防范措施：

(1)全面檢查電廠的變壓器非電量保護，并且采取必要的防潮措施，如加裝防雨罩等，避免雨水的直接接觸。

(2)由于存在兩組密封位移開關(guān)，討論研究是否將兩組密封位移開關(guān)接點串聯(lián)使用的可能性。

(3)在今后的變壓器技術(shù)改造和換型改造過程中，對其壓力釋放裝置、瓦斯繼電器等這些重要器件的密封性能應提出更高要求。

(4)在變壓器年度檢修期間，對廠站所有主變壓力釋放等非電量保護進行全面檢查，防止類似的故障再次發(fā)生。

結(jié)束語

對于電廠來說，直流系統(tǒng)對于其安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要，如類似的直流兩點接地事故發(fā)生的概率雖然很小，但同樣需要引起我們重視。希望大家從這次事故中吸取教訓，對本單位變壓器壓力釋放等非電氣量保護進行檢查，并且做好變壓器壓力釋放等非電量保護的定期維護和計劃檢修工作。

本文編自《電氣技術(shù)》，標題為“直流兩點接地案例分析研究”，作者為雍學模、鄒倫森。