直流系统窜入交流量导致机组全停事故分析.docx

直流系统窜入交流量导致机组全停事故分析一、事故经过某日 09：01：49，某发电有限责任公司 1 号主变高压侧 4701 开关跳闸，1号启备变 220kV 高压侧 4707 开关同时分闸，6kV 及 400V 厂用系统全部失电，柴油发电机自投失败，就地手动合闸成功，造成除 220kV 系统外全厂停电的事故。1.保护动作情况（1）1 号发变组保护屏 RCS985 装置保护动作情况：09：00：57，“主变后备保护”启动，断路器位置开关量由“0”变为“1”，即主变高压侧 4701 开关跳闸；09：00：58，外部重动 3（热工保护）跳闸动作；09：01：32，外部重动 4（断水保护）跳闸动作。（2）1 号启备变保护屏 RCS974 装置保护动作情况：09：01：35，断路器合闸位置退出；09：03：17，非电量 1（冷却器全停）投入。（3）NCS 显示信息 09：01：49 时 1 号主变高压侧 4701 开关分闸，同时 1号启备变 220kV 高压侧 4707 开关分闸。二、事故原因及暴露问题根据 NCS SOE 显示 1 号主变高压侧开关、1 号启备变 220kV 高压侧开关同时分闸， 且保护屏上没有电气量保护动作跳闸显示。 1 号发变组保护屏 RCS985 装置中只有“热工保护”及“断水保护”动作， 而从保护的动作报告单中可以看出，1 号主变高压侧开关分闸比“热工保护”动作早，可判断为开关先分闸导致停机，致使热工保护动作。在全厂 6kV 及 400V 厂用电系统全部停电后，“断水保护”应为正确动作。事故发生后，检修、运行人员在对电气设备检查中发现，1 号主变冷却器工作电源 1 接触器 KMS1 进线处过热起火，并且与接触器辅助接点连接的二次线全部烧损。查开关跳闸记录，可知 2 个开关跳闸基本同时发生，能够导致 2 个开关同时误跳闸的可能性分析如下：1、直流电源有接地故障。事故发生后检查直流电源并无接地。通过试验将直流正负极分别接地，也未见有开关跳闸。由此可知，若直流接地，导致 2 个断路器同时跳闸几乎是不可能的。2、直接人为误碰断路器操作回路。要使 2 个断路器同时跳闸，必须是 2个断路器控制回路多点同时误碰。而当时机组继电保护室并无人员工作，因此这种可能性也可以排除。3、 直流电源内串入交流量。 从1号主变冷却器400V工作电源1接触器KMS1进线端子处过热起火，与接触器辅助接点连接的二次回路烧损，且冷却器控制回路中的直流监视机继电器 K14 烧损，可判断直流系统窜入交流量。三、导致开关跳闸原因分析1、事故起因为 1 号主变冷却器 400V 工作电源 1 接触器进线处过热起火接触器烧损，造成与接触器辅助接点相连的直流回路窜入交流量。2、主变冷却器控制原理见图 1。事故发生时，1 号主变冷却器 400V 工作电源 1 为工作状态，电源 2 为备用状态，接触器 KMS1 的常闭接点断开，接触器 KMS1 进线侧过热短路，短路电流很大，短路时 400V 交流量窜入110V 直流系统正极，同时 1 号主变高、1 号启备变保护屏的跳闸回路二次电缆距 220kV 升压站开关本体距离约 470m，对地电容较大。短路故障发生时，故障分量含有丰富的高次谐波分量，通过直流正极与电缆分布电容窜人跳闸回路，也就是构成了串联谐振电路。串联回路中的电感和电容参数为常数，回路的自振频率是固定的，当电源频率与之接近或相等时就会发生线性谐振。低压 400V 厂用直接接地系统，损耗电阻 R 趋近于 0，串联谐振过电压幅值较大，使断路器的跳闸继电器动作。3、由机组直流系统提供操作电源的 2 开关同时跳闸，而操作电源由网控直流系统供电的220kV线路开关并未跳闸。 也解释了400V交流量窜入110V直流系统后，导致 1 号主变高压侧开关、1 号启备变 220kV 高压侧开关同时分闸的原因。三、事故防范和整改措施1、近期电力系统因直流系统中串入交流量而导致开关无故障跳闸，甚至全站失压的事故多有发生。因此，电气设备在运行时，应特别注意其运行的状态是否正常，运行和检修人员应多加检查。2、若有涉及到回路的安装和检修工作，应注意安全措施，尽量避免带电作业，同时不得乱碰、误碰屏内端子接线。3、动力电缆采用铝芯电缆时，应特别注意铜铝过渡问题，严禁将铝芯电缆直接接入开关接线柱和端子。4、在开关跳闸线圈回路中加串电阻，可提高开关跳闸动作电压。5、考虑低压 400V 厂用系统中性点接地方式采用不接地，相当于电源内阻接近无穷大，因此可以限制谐振电流和过电压幅值，避免断路器误跳闸。6、在高压断路器就地端子箱的正负极控制电源套铁氧体磁环抑制高频干扰。 铁氧体磁环的电阻值随着频率增加而增加， 当高频信号通过铁氧体时，电磁能量将以热的形式耗散掉。