一起发电厂6kV厂用电切换失败事件分析

一起发电厂6kV厂用电切换失败事件分析

许泉生

广东粤电云河发电有限公司 527300

摘要：厂用电切换是保证发电厂安全生产的重要技术措施，但厂用电切换失败事件时有发生，给发电设备的安全造成严重威胁。本文通过分析一起厂用电切换失败事件，提出提高切换成功率的办法，保障发电机组厂用电的安全。

关键词:厂用电切换；去耦合；开关

一、引言

对于发电机无出口开关的发电机组，发电机按正常流程并网后，一般都需要将厂用电由启备变电源切换至高厂变供电；发电机按正常流程解列前，一般都需要将厂用电由高厂变供电切换至启备变电源供电，为尽量提高切换过程的稳定性，切换方式常常采用并联切换。本文通过分析一起发电机组停运过程中厂用电并联切换失败事件，分析切换失败的原因，提出改进建议。

二、事件简述

2023年8月10日，某电厂#6机调峰停机过程中，当机组负荷降至84MW时，运行人员持票将#6机厂用电由高厂变供电并联切换为#1启备变供电。8月10日05点53分，运行人员远方进行手动并联切换6kV 6A段厂用电源，切换过程中，快切装置跳开6A段工作电源进线开关6261失败，快切装置去耦功能跳开6kV备用电源进线开关6070，但工作电源进线开关6261也几乎同时跳闸，导致#6机6A段母线失压。06点08分，运行人员远方手动合上备用电源进线开关6070后，#6机6A段母线恢复供电。厂用电快切装置失败时快切装置动作情况如图1所示。

图1.快切装置动作情况

三、检查情况

1. 设备简介

该电厂#6机组厂用电快切装置采用南京南瑞继保电气有限公司2009年生产的PCS-9655型厂用电快速切换装置，该快切装置有去耦合功能，当装置切换过程设置为同时切换或并联切换时，如果发现整定时间内目标分支开关已经合闸成功，但是需要跳开的开关并没有跳闸成功，为了防止两电源长时间并列，装置会启动区耦合功能，跳开合闸成功的目标分支开关。该型号产品通过检测开关电流、位置开入来判别开关是否跳闸成功。

高厂变低压侧分支开关、启备变低压侧分支开关均采用上海富士开关厂生产的HS4010M-31MF-CSH型开关，配置金智科技股份有限公司的WDZ-410EX线路综合保护测控装置，该保护装置保护均未投入，开关保护在发变组保护或启备变保护里实现。事件发生前6261开关分闸回路监视指示灯正常，无“控制回路断线”信号。

2. 录波装置波形

#6发变组录波装置录取的波形如图2所示。从录波波形上看，快切装置在切换过程中，均未看到有6kV工作电源进线开关6261和备用电源进线开关6070变位启动的情况。为此，检修人员在6号机故障录波屏检查故障录波装置的6kV工作电源进线开关6261和备用电源进线开关6070开入回路，发现录波装置均无变位启动。用万用表测量开关量开入回路公共端对地电压为0V。检查故障录波开关量开入电源空气开关进线侧为110V，出线侧无电压。判断为故障录波装置开关量开入电源空气开关已坏，随后更换该空气开关。并进行故障录波装置开关量回路检查正常。

图2#6发变组录波波形图

3. 开关及操作回路检查

（1）05:53:53秒000ms，6261开关测控装置“合闸位置”变位，由1→0（该变位由测控装置操作板合位继电器HWJ继电器开入）。说明了测控装置收到分闸命令，测控装置操作板跳闸回路接通，合位继电器HWJ失压返回。

（2）05:53:53秒358ms，6261开关测控装置“跳闸位置”变位，由0→1（该变位由测控装置操作板跳位继电器TWJ继电器开入）。说明了测控装置操作板接收到开关已分闸，跳位继电器TWJ励磁动作，合闸回路良好。

（3）检修人员对6261开关的分、合闸时间、操动机构特性进行试验，开关分、合闸时间均约43ms左右，三相触头合、分闸同期性测试小于0.5ms,开关试验结果均正常。操动机构特性试验，合闸接触器动作电压80V，分闸线圈动作电压61V，动作结果正常。

（4）05:53:52秒476ms，6070开关保护装置“跳闸位置”变位，由1→0。05:53:52秒519ms，保护装置“合闸位置”变位，由0→1。05:53:53秒330ms，保护装置“合闸位置”变位，由1→0。05:53:53秒375ms，保护装置“跳闸位置”变位，由0→1。6070开关合闸、分闸时间约43ms-45ms，与6261开关测试结果基本一致。

（5）对#6机6kV A段快切装置进行以下模拟试验。试验时，6kV工作电源进线开关6261及备用电源进线开关6070均在试验位置进行。

①进行6kV 6A段快切装置模拟工作电源并联切换至备用电源切换试验，再进行模拟备用电源并联切换至工作电源，试验结果正常。

②将快切装置至工作电源进线6261开关柜的跳工作电源进线6261开关电缆线拆除，模拟工作电源跳闸失败。为了检测快切装置跳闸出口脉冲信号，将快切装置跳工作电源进线开关6261的跳闸出口接至故障录波装置备用开关量通道开入，启动并联切换时，快切装置动作报文与机组停机过程中厂用电切换失败时一致。故障录波图显示，快切装置在发出跳工作电源脉冲后，如果跳闸失败，尽管去耦功能将备用电源也跳开，但快切装置跳工作电源出口的跳闸信号会一直存在，只有人为复归快切装置才停止发跳闸信号。模拟从备用电源并联切换至工作电源，结果类似。

四、切换过程分析

（1）从6kV工作电源进线开关6261开关柜上的测控装置开入报文上看，测控装置操作板从收到快切装置分闸命令开始至检测到开关已经分闸的时间达到358毫秒。初步怀疑6261开关机构或开关控制回路存在偶发性、极具隐蔽性的问题，导致接收到快切装置分闸命令时拒动。

（2）为避免用快切装置的跳闸节点灭弧，南瑞继保的PCS-9655型厂用电快速切换装置发出的分闸命令为长脉冲，但即使快切装置发出的命令为短脉冲，由于开关分闸回路有防跳跃继电器（TBJ）自保持接点，开关控制回路也一直保持接通状态直到开关分闸。

（3）由于快切装置在合上备用开关6070后，发出跳工作开关6261的指令为长脉冲，没有证据可证明6261开关并因快切装置去耦合功能而跳闸。

（4）由于6261开关跳闸后，开关机构、各节点状态已发生变化，且后续开关正常操作、动作时间、操作电压等试验正常均正常，无法复现事件发生时的状态。

（5）从事件发生时故障录波装置波形上看，6261、6070开关跳闸时刻基本一致。6kV开关配电室现场，6261、6070开关柜中间只隔着一个PT柜，模拟实验过程中6070开关分闸瞬间产生一定的震动。因6261开关操作箱收到分闸命令后分闸回路自保持，怀疑6070开关分闸瞬间，6261开关柜内机构或节点恢复正常而跳闸。

五、改进建议

（1）由于不能准确判断是6261开关操作箱问题还是开关本体问题，建议更换该开关及其操作箱。

（2）结合机组检修加强对6kV开关进行操动机构、转换开关接点等元件的检查和维护。

（3）发电机组启动后、解列前进行厂用电切换时，先检查工作进线开关、备用进线开关、快切装置状态是否正常。切换成功时，也应检查故障录波装置的各有关设备的模拟量、开关量是否正常，对比前后几次切换过程的数据，分析是否存在问题。

（4）快切装置已使用14年，可择机对其进行改造，更换成使用短脉冲的快切装置。

六、结论

    在电力市场现货交易的大环境下，机组启动次数增加，对于发电机无出口开关的发电机组，进行厂用电切换的次数也相应增加，对整个厂用电切换系统进行必要的检查维护，对提高切换成功率有重要意义。

参考文献：

［１］ZL_DYBH0701.0803《PCS-9655厂用电快切装置说明书》

作者信息：许泉生（1991.3—），男，汉族，广东罗定，本科，电力系统及其自动化方向。