水轮发电机出口断路器拒跳事故预想及处理对策

水轮发电机出口断路器拒跳事故预想及处理对策

作者：林丽平

来源：《企业技术开发·下旬刊》2013年第01期

摘 要：该文对水轮发电机组出口断路器拒跳原因分析、判断方法、处理对策等进行事故预想，为电站运行过程中出现此类故障时提供迅速排障的有效依据。 关键词：水轮发电机组；断路器；拒跳；事故预想

中图分类号：TV738 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）03-0098-02 1 工程概述

广东省潮州供水枢纽东、西溪电站共安装4台灯泡贯流式水轮发电机组，其中，东溪电站为2×9 MW，西溪为2×14 MW，电站设计年发电量为20 812万kW·h。发电机定子出口电压6.3 kV，出口断路器采用VB-12/3150-40户内高压真空断路器。东溪1G、2G机组与1#主变构成扩大单元接线；西溪1G、2G机组与2#主变构成扩大单元接线，如图1所示。 2 故障前电站机组运行状态

东、西溪电站6.3 kV I、II母线分段运行，东溪1GP

=2GP有功为8.5 MW，1GQ=2GQ无功为4 MVar，通过1#主变送入110 kV潮桥I线。西溪1GP=2GP有功为13 MW，1GQ=2 GQ无功为6 MVar，通过2#主变送入110 kV潮官线。 3 东溪1G出口断路器拒跳过程

假设因来水量减少或地调要求停东溪1G机，运行人员在上位机发东溪1G机停令，当停机流程走到跳机组出口断路器时，停机程序无法继续执行，监控系统简报出现“东溪1G机出口断路器611跳开失败”、“东溪1G机停机失败”简报信息和报警声。 4 出口断路器拒跳处理原则 4.1 存在严谨的逻辑关系

机组开停机流程逻辑关系严密，程序步骤执行存在严谨的因果、安全关系。正常情况下禁止中断、逾越执行或投切相关设备。

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4.2 尽快解列机组

处理此事故要以尽可能快地解列机组为原则，一旦有跳闸信号出现，使快关阀动作，励磁断路器跳开，基本没有进行补救的时间。正常停机过程中出现出口断路器拒动时，停机程序会保持在上一步（机组处空载状态：有功、无功最低），会出现机组出口断路器跳开失败简报信息和报警声，此时机组运行是安全的。值班员应设法跳出口断路器。若出口断路器无法跳开时，应先使同一母线上其它机组解列，接着采取越级跳上一级断路器。 4.3 机组不具备调相功能

当机组出现电气跳闸信号时，不经检查出口断路器而跳励磁断路器；如“励磁系统直流电压高、励磁系统急停按钮按下、出口地刀未断以及任何地点的紧急停机按钮动作”。当机组出现机械跳闸信号时，需经检查出口断路器是否已断开而跳励磁断路器。若此时出现出口断路器拒动故障，机组将由发电工况转为“调相机”运行。灯泡贯流机组不具备调相功能（因机组导叶已全关，水轮机叶片在搅动水的过程中，会大量吸收系统有功），在此工况下运行会对机组造成伤害。

4.4 禁止按下任何紧急停机按钮

若此时按下紧急停机按钮，会造成水轮机导水叶控制快关阀失电动作，导叶快关，励磁系统灭磁断路器跳闸，转子失磁，机组会由发电工况转为异步电动机运行。 5 拒跳原因分析及处理 5.1 原因分析

断路器是高压断路器设备中最重要、最复杂的一种，既能切换正常负载，又可切除短路故障，同时承担着控制和保护的双重任务，当断路器发生拒动时，值班人员应及时排除故障，避免造成事故扩大，断路器工作原理如图2所示，断路器拒跳原因主要有：

①电气故障。断路器跳闸回路电源的熔丝熔断或接解不良；操作回路的配线断线，回路开路；断路器的动合触点接触不良；防跳继电器的电压或电流保持线圈断线；操作电压过低等。 ②机械故障。断路器操作机构卡涩、传动连杆锁轴脱落、蓄能弹簧断裂等。 5.2 断路器拒跳的判断方法

①若红灯不亮（如图2），说明跳闸回路不通。此时，应检查操作回路熔断器是否熔断或接触不良，操作把手和断路器辅助触点是否接触不良，防跳跃继电器是否短线，操作回路是否发生短线，灯泡灯具是否完好等。

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②若操作电源良好，跳闸铁芯动作无力，则是跳闸线圈动作电压过高或操作电压过低，跳闸铁芯卡涩，脱落或跳闸线圈发生故障。

③若跳闸铁芯顶杆动作良好，断路器拒跳，说明是机械卡涩或传动机构部分故障，如传动连杆销子脱落等。

④判明故障范围的方法。其一，跳闸铁芯不动作，控制开关在“预跳”位置红灯不闪光，测量跳闸线圈两端无电压（分闸操作时），都能说明跳闸回路不通。如操作熔断器熔断或接触不良，跳闸回路元件（断路器常开辅助触点、液压机构低压力分闸闭锁触点、跳闸线圈及连接端子等）接触不良或短线等，也可能为控制开关接点接触不良。其二，跳闸铁芯不动，测量跳闸线圈两端的电压正常。说明跳闸回路其它元件正常，可能原因是：操作电压太低，跳闸线圈短线或连接端子未接通、线圈烧坏，跳闸铁芯卡涩或脱落。其三，跳闸铁芯动作，分闸脱扣机构不脱扣。原因有：脱扣机构扣入太深；自由脱扣机构越过“死点”太多；跳闸线圈剩磁大，使铁芯顶杆冲力不足；跳闸铁芯行程不够；防跳保安螺丝未退出；跳闸线圈有层间短路分闸等。其四，跳闸铁芯动作，机构脱扣但断路器仍不分闸，原因有：操作、传动、提升机构卡涩造成摩擦力增大；机构轴销缺少润滑；断路器分闸力太小；动静触头熔焊或卡滞等。 6 结 语

东、西溪电站从投运至今，未出现断路器拒动故障，这与重视日常维护和年度检修有密切关系。电站运行过程中，根据设备运行环境、运行方式和运行状态的变化，有针对性地预先分析、设想可能发生的异常和故障并提出防止和处理的对策，对电站安全、稳定、高效运行具有重大的意义。 参考文献：

[1] 滕刚.高压断路器拒动因素分析[J].今日科苑，2009，（10）.

[2] 孙立东.断路器合闸失灵及故障检测[J].科技创新与应用，2012，（17）.

作者简介：林丽平（1981-），男，大学本科，机电技术工程师，从事电站运行管理与维护检修工作。