发电机-变压器组高压断路器单相运行故障及措施

发电机 -变压器组高压断路器单相运行故障及措施

   苗志强  李新宁

  洛阳万众吉利热电有限公司   471000

摘要：本篇文章主要依照的是在实际工作过程中，针对高压剩余电流断路器的容易出现故障的因素以及发生障碍的状况，再依照根据相应的型式，包括电流等级等各种类型的数据做好统计与分析，包括出现事故的因素做研讨，通过对高压短路器在出现故障的时候，其所能够反映出来的质量以及管理方面的问题，而文章内容主要将火电汽轮机作为研究，并进一步指出发生故障所需要采取的防范措施以及配套的策略。

关键词：发电机-变压器组；高压断路器；单相运行故障；措施

1、引言

为规范发电设备正常管理工作，进而提升高压开关断路器故障的操作水平，并且可以更有效预防其故障的出现，本文将以火力发电为例，对其事故和障碍的情况进行统计分析，以便找到其形成故障的主要原因，并拿出具体的处理对策和预防对策。从而为规范高压断路器标准、维护等多方面的管理工作，提供相应的参考依据。

2、通过举例的模式引出问题

以火力机组的高压开关断路器故障单相的故障情况为例，主要是以某发电机的二号机为例，在经过启动之后并行的过程中，其主变的高压开关断路器故障的开始合闸。而在并行的整个期间，其机组却产生了比较强烈的振动，其主变中心点也发生了放电性，这个时候作为工作人员就需要马上停机，并且能够立即终止运行，但是如果整个断路器处于放电状态之后，还是没有停止工作，则需要及时的检查主变压器配套的相位，在经过了相关现场的检测之后，闸位是不是处于关闭的状态，如果开关处在中间位置，则相位就是在分闸的状态，这种情况下油管炸裂开并容易出现泄漏。与此同时，其机组在阻尼线环也会发生比较轻微的过热现象。在此情况下，假设为主变当中的接地阻抗，其中性点在接触地面时，当刀闸拉开时。因此机组侧正、负序等于变压器的正负参数之和，而零序参数值为主变短路的电压值。

针对中性点的电压如果没有接地，则高压的断路器需要采取单项合闸，并且应用的中性点电压的计算。如果在火力发电装置能够在正常的工作流程之中，则需要及时的做好电流矢量的重合，则不管是中性点电压是否有下接地，则电压值都是零。

主变中性点飞弧与同步力矩，而当发电机经交流变压器的单相故障与电网相连且中性点电压不接地时，没有产生同步力矩，但此时发电机的工作频率仅决定于原动机的输入功率。而由于原动机的输入转矩并不能够确定发电机与电网的工作频率相一致，因而形成了高频差电流，使主变中性点电压产生了极高的过电压并对地放电，从而强迫主变中性点对地零序电压的阻抗逐渐下降至接近于零，与电网侧零序的输入电压通过传输回路沟通。在此单相故障输入电压的影响下，从发电机一侧流过二相电流，等值的正序分量使发电机产生同步力矩，发电机与电网间的频差也逐渐下降，同时主变中性点的电位变量也趋近于零，从而造成了中性点释能及间隙电弧的熄灭。间隙电弧熄灭之后主变中性点的对地电阻就变成了无穷大，发电机又再次和电网失步，如此循环往复，故障就一直没有消除，最后导致了事故的进一步扩大，如上述之中的实例中避雷器爆炸、母线重合闸^[2]。

3、分析故障得出结论

由于当火力发电设备的变压器单相经过与电网连接并且中性点电压无接地时，就不会形成力矩，在单相电压的情况下，由于发电机的侧流，且存在正序不分，这种情况下，就致使火力发电的装置也会存在力矩，这样往往会导致发电机组与电网之间在输出过程中，频差会逐渐的减少，这样也会导致中性点在电位上也同样变成零，而中性点中的电间隙电弧也会被扑灭^[3]。其后，在这种情况下，也非常容易导致中性点来对地的阻抗逐渐的转变成为无预估的状态，从而也会进一步产生发电机与电网之后再次失步的后果，进入到了死循环，故障的最大利益也无法得以处理，从而导致事故产生。

4、高压断路器单相运行故障的防止对策及措施

首先需要做好的是装置的维护与检修工作，这样才能够更好的便保证断路器能够实现正常安全的运转，与此同时，也需要能够在操作方法上尽量寻求能够降低整个断路器在单相工作出现故障的概率。在起动发电机前，先对其引入主变中性点且在并列以后，对其中性点再按照实际状况加以监测。在发电机停机以前，要先投入主变压器的中性点输入电流之后,再解列开关,所以应该要把全部有功和无功的功率都减至空载之后才对其开关再解列,这样之后再停止运作。所以也会出现在一些较特殊的状况下，断路器在运作的过程中主要是基于中性点没有接地的情况下，来整体进行运转的。例如：双联锁的切机，这时如果产生可单相开关，并且呈现出拒绝运行，所以就必然会产生故障的扩大化情况，这样所发生的事故所产生的损失将时没有办法进行估量的。所以，需要充分的完善整个发电机组在信号方面的装置，这样才能够更好的使整个发电机保护失去之际，及时的对其故障，能够及时产生警示方面的信息，这样才能够起到一个加强监管的作用，还能够使单相运转的过程中的故障发生的几率有效的减少，对于安全的运转做好的保护

^[4]。针对相应的实施过程，需要保证做到专业化的严格管理，对其人员的专业知识素质进行了不断的提高，以便进行管理，保证高压断路器的正常工作，从而降低了事故的发生率，为效率、为安全负责的环境进行了维护。机组高压断路器的运行中，在并解列之前主变压器中性点电压仍在投入状态中，而在有些情况下断路器的动作时是在主变压器中性点电压断开的状况下完成的，如实时通信切机。此时如果发现单相开关拒动，势必造成事故的扩大。为此，可在主变压器中性点放电间隙的电路设置过流保护器，在该保护动作后，电流经过电动机构自动投入到主变压器的中性点电压。此外，发电机的强励信号装置开关的非全相保护掉牌就是在最早期出现非全相故障的讯号，如果进行相应的观察，就有机会把非全相事件消除在萌芽状态。

结束语:

综上所述，为了能够有效的对于主变的运行时间进行改善，并充分的依照负荷整体的最大额定电流，从而满足期间的距离是最小的，从而保证变损曲拐点在改变方向之后能够进行选择。如果在正电负荷上不是十分稳定的情况下，则变损相差是比较小的，但是如果负电性的远离最大比较多的情况下，则需要充分的依据实际状况来做好变化的方向选择，这样才能够更小的减少损失。如果整个变电站的主变二侧有断路器，都需要安装电力运行装置，这样工作人员也可以更方便操纵。从而可以有效的降低电源断路器运转的概率，进而导致经常性的发生故障。所以，在事故出现以前就应该对高压短路器的单相运行故障予以充分的注意和充分的预防，即在开始、停止、并以及解列前，这样能够更好的实现主变的中性点的投入，如果功率因数逐渐降到零之后才能够解列开关，这样才能够有效的防止高压单相运行事故发生扩大。

参考文献：

[1] 张远，张莉，孙洪奎. 发电机-变压器组高压断路器单相运行故障分析与防范对策[J]. 黑龙江电力，2007，29(4):283-285，287.

[2] 王树强，张莉，张远. 丰满发电厂发电机-变压器组高压断路器单相运行故障分析与防止对策[J]. 中国电力教育，2007(z2):150-152.

[3] 电力规划总院有限公司，中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司. 一种燃气-蒸汽联合循环机组的发电机-变压器组电路:CN201820809434.X[P]. 2018-11-30.

[4] 彭小梅. 论发电机变压器组高压断路器配置失灵保护的作用[J]. 广东科技，2008(10):130-131.