母线倒闸操作与运行方式变化时的风险防范.pdf

A丽 i 电 力 安 全 技 术 第 1 5 卷( 2 0 1 3 年 第 4 期 ) 母线倒闸操作与运行方式变化时的 风险防范 彭宏生，文涛，王丹华 ( 丹江 口水力发电厂 ，湖北 丹江口4 4 2 7 0 0 ) 摘要介 绍了丹江口水力发电厂在 2 2 0 k V，1 1 0 k V系统母线倒闸操作时常出现的问题与解 决办法。根据 丹江口水 电厂的处理经验，提 出了现场运行人 员应注意的事项，以及为防范电网风险 所采取 的控制措施 。 关键词水 电厂；母线倒闸；风险控制 1 概述 丹江口水力发电厂 ( 以下简称丹江电厂 ) 是我 国上世纪 6 O年代在汉江干流上兴建的大型水 电厂 ， 装有 6台 1 5 0MW 混 流式水轮发 电机组 ，年 平均 发电量 3 8 3亿 k Wh，保证出力 2 5 9万 k W ，以6 条 2 2 0 1 线路、7条 l 1 0 k V线路分别向湖北 、河 南两省供 电，同时也是湖北 电网调频、调峰、事故 备用和旋转备用的主力电厂。 近年 来，随着 电厂机组与设备 的老化 ，电厂 设备改造与更换工作十分密集。为配合南水北调中 线丹江 口大坝加高工程，电厂 6台发电机组将全部 改造。加之电厂 2 2 0 k V，l 1 0 k V开关站隔离刀闸 与开关相继进入老化期 ，在运行与操作 中设备故障 频发，给安全运行带来极大风险。为此 ，电厂加大 点审查分包施工单位的安全资质、安全业绩、安全 管理组织体系情况，审查从业人员资格以及特种作 业人员资质证 书是否符合要求。 ( 2 )对所有进场施工单位进行现场审查。对照 ( ( 外包工程 ( 项 目) 开工条件确认单 中的 8项内容 逐项进行检查确认， 符合条件方可开展施工。保证 进场人员 1 0 0 经过进场教育考试合格 ，1 0 0 接 受安全技术交底。 ( 3 )严格监督检查。严格现场安全监督考核 ， 杜绝不符合要求的人员进入现场 ，对违章行为进行 经济处罚 ，对不服从管理的，坚决清离现场。 一 一 2 2 0 k V，1 1 0 k V开关站 电气设备的更换速度 ，同 时更换各线路与发变组保护装置。 频繁 的设 备 改造更新 ，带 来频繁 的 2 2 0 k V， 1 1 0 k V母线倒闸操作。投运前必须腾出一条空母 线给新设备做试验 ，加之定期的母线年检与母差保 护校验工作，母线倒闸操作每年高达上百次 ，对 电 厂的安全运行产生 了严重的影响。下面，就近年来 丹江 电厂在 2 2 0 k V，1 1 0 k V母线倒 闸操作 中遇见 的问题与技术组织措施进行探讨。 2 母线倒闸操作的原则与常见问题 2 1 系统主接线与母线保护配置情况 丹江电厂 2 2 0 k V，1 1 0 k V系统均为双母线带 旁路 的 电气接 线。2 2 0 k V母 线保 护为双 重配置 ： 3 6 深入开展反违章活动 ( 1 )结合典型安全事件和身边案例开展 日常安 全教育 ，进一步提高员工的安全意识 ，从根源上清 除违章苗头。 ( 2 )完善现场作业环境安全预控措施。通过危 险点分析和安全技术交底， 进一步强化程序反违章 ， 以实现本质安全为最终目标。 ( 3 )通过现场反违章宣传、教育督促员工进行 自查 、自纠。严格实施监督考核 、对违章现象实行 “ 零容忍” ，做到 “ 零违章” 。 ( 收稿 日期 ：2 0 1 2 - 1 1 - 0 1 ) 第 l 5 卷 ( 2 0 1 3 年第4 期) 电力安全技术 1 l 0kV 丹徐丹香 丹丁丹徐 丹丁 线丹厚线 I 线丹风线 线 I 线 I 线 A而 2 2 0k V 丹邓 丹邓 线 I 线丹韩线 丹均线丹乔线丹汾线 1 F 2 F 3 F 4 F 图 1 丹江电厂电气主接线 一 套为北京四方继保 自动化股份有限公司生产的 C S C 一 1 5 0型数字式母线保护装置，另一套为深圳 南瑞股份有限公司生产的 B P - 2 B型微机母线保护 装置 1 1 0 k V母线保护为许继公司生产的 J MH l 型母线保护 。丹江电厂电气主接线如图 1 所示 。 2 2 母线倒闸操作的原则 常见的母线倒闸操作有 4 种，以2 2 0 k V系统 为例 ， 最 2 2 0 k V I 母倒至 母运行，I 母停 电解各 2 2 0 k V I 母送电，2 2 0 k V I、母合环运行 ；2 2 0 k V 母倒至 I 母运行 ，母停 电解备 ；2 2 0 k V 母 送 电，2 2 0 k V I、 母合环 运行。当然 ，其他 形式的倒闸操作也有许多 ，但操作原则基本上都是 一 致的，主要有以下几点。 ( 1 )操作前对运行方式要认真考虑，恢复双母 线正常运行时， 接在每条母线上的开关数量要相当， 负荷安排要合理 ，母联交换功率不能太大。每条母 线电源变压器要保持一个中性点接地，双回线应各 占一条母线，以提高供电的可靠性。 ( 2 )倒母线必须保证母联开关在合位，并在倒 闸过程中断开母联开关操作电源。用母联对母线充 电前必须正确加用母线充电保护，充电正常后立即 退出，倒闸过程中必须确保母线保护正常运行。母 线倒闸过程 中，此时因元件同时与两母线相连 ，应 投入母差互联压板，实现非选作用。 ( 3 )倒闸操作中，把全部备用的母线隔离开关 合好后，应确认所有隔离开关的二次辅助接点转换 到位 ，母线保护与监控系统无异常信号与输出，再 拉开全部工作的母线隔离开关。在母线隔离开关的 合、拉过程中，为避免发生较大火花 ，应考虑先合 距母联开关最近的隔离开关， 拉闸的顺序与其相反。 尽量减少操作母线隔离开关时的电位差。 ( 4 )断开母联开关前，母联开关三相电流指示 应为零；同时，隔离开关辅助触点、位置指示器应 切换正常， 母线保护与监控系统无异常信号与输出。 重点防止因 “ 漏”倒设备 ，或从母线电压互感器二 次侧反充电而引起事故。 2 3 母线倒闸操作中常见的问题与处理办法 母线倒闸操作中的常见问题是，隔离开关二次 辅助接点转换不到位，隔离开关一次触头接触不到 位或机构卡涩。 ( 1 )隔离开关二次辅助接点转换不到位是令现 场操作人员最头疼的问题。辅助接点转换不到位， 将直接影响到线路与母 线保护的安全运行。通常， 当隔离开关操作后，若通过监控系统发现二次辅助 一 一 A丽 电 力安全技术 第1 5 卷( 2 0 1 3 年 第4 期) 接点没有转换到位，可将该隔离开关再拉合操作一 次。多数因机构卡涩所出现的接点转换不到位，经 过再次操作均能恢复。如果恢复不了，必须停止母 线倒闸操作 ，查找原因并处理。对于母线保护 ，必 要时可按照实际运行方式进行强制手动切换。 ( 2 )隔离开关一次触头接触不到位，有顶死及 三相不同步现象。发现有卡涩顶死现象，切不可蛮 力继续操作，应先停止操作，仔细观察故障现象及 原因。可以先将隔离开关拉开一次，重新操作 ，如 果故障仍然存在，必须停止母线倒闸操作。如果是 新设备试验工作，可以考虑换另外一条母线停电当 试验母线。丹江电厂就曾因为 l l O k V丹凤线 I 母 母 线侧隔离开关、2 2 0 k V丹韩线 I 母母线侧隔离 开关机构故 障而无法操作 ，制约了母线倒 闸方式。 因此 ， 也必须加强隔离开关的维护与更新改造步伐。 3 母线倒闸操作中的组织措施与注意事项 3 1 从技术与组织上给予高度重视 ( 1 ) 2 2 0 l ， u0 l 母线是电厂最重要的设备， 它的安全运行关系到整个 电厂的发供 电运行。母线 发生故障或异常 晴况，将可能导致全厂停电、机组 停运、电网大面积停 电， 对电网稳定造成巨大威胁 。 电厂历来高度重视母线的安全运行工作，做到责任 明确，措施到位。母线倒闸操作前 ，必须召开各部 门之间的碰头会，交代操作中的风险与预防措施， 明确各职能部门的任务与职责。 ( 2 )母线倒闸操作，必须得到湖北电力调度中 心的授权许可。丹江电厂加强与调度机 构的联系与 协调 ，对调度预发的操作命令要求值长予 以详细阅 读，核对命令票是否符合现场条件。对现场操作票 要求值班员仔细填写 ，使用前必须通过三级审查 ， 核对微机防误装置完好，按照操作票正确模拟并将 信号传输至电厂 2 2 0 k V，l 1 0 k V开关站值班室。 ( 3 )由于丹江电厂 2 2 0 k V ，l 1 0 k V开关站远 离主厂房 ，在坝区的山谷中，现场只有 2名运行值 班员值班，加之 2 2 0 l ，1 1 0 k V开关站一次、二 次设备繁杂众多，操作风险较大。为此，电厂制定 了母线操作双监护制度，即在开关站 2 名值班员操 作监护的同时 ，当值副值长必须到达现场进行双监 护。同时 ，电厂安监部 、生产部、运行部、检修车 间主要负责人必须到场监督 ，随时处理与协调操作 一 一 中出现的问题，确保母线倒闸操作正确无误。 3 2 母线倒闸操作中应注意的事项 ( 1 )母线倒闸操作一定要在天气 良好的条件下 进行 ， 不良的天气情况对倒闸操作有着不利的影响， 有 时甚 至会造成母 线保 护 的误动。例如 ：2 0 1 2 - 0 7 - 2 2 T0 5 ： 3 0 ，丹江 口雷雨大风天气 ，1 1 0 k V母差 保护盘出现 母母差动作，1 1 0 k V系统母上丹 2 3 、丹 2 7 、丹 2 2 、丹 2 4开关突然跳闸。经过分析， 认为这一方面是 由于恶劣天气造成母线保护受到冲 击 ；另一方面是运行了长达 2 0 年的 l 1 0 k V母线保 护可能存在安全隐患。 ( 2 )操作前必须全面检查母线及其相关设备 ， 熟悉现场设备缺陷。如果母线上所接隔离开关有机 构故障，应考虑换另外一条母线停 电。 ( 3 )母线倒闸操作前，必须考虑有关继电保护 装置的相应操作，并注意负荷潮流、主变中性点的 调整。原则上应保证每条母线有一个主变中性点接 地， I、母母线上元件负荷均衡 ，母联开关运行 交换电流合理。 ( 4 )正确投退母线充电保护与母联过流压板。 对停 电母线充电，必须加用母线充电保护 ，充电正 常后，立即退出压板。配合新设备试验前 ，加用母 联过流压板，试验完毕后一定要停用 。否则 ，当电 网受到外部冲击时，很容易造成母联开关误跳闸。 ( 5 )操作中发现有异常问题时，不可盲目继续 操作，应立即与控制室值长、现场技术人员沟通解 决。尤其对 隔离开关不到位现象 ，切不可蛮力强行 推人。曾经就发生过因强行推人导致操作 中隔离开 关支柱断裂，造成母线接地短路而引发的电网停电 重大事故 。 ( 6 )操作中，当隔离开关有位置变化时，母线 保护开入变位置有信号指示 ，必须及时给予确认复 归。每组隔离开关操作完毕后 ，要确定其二次接点 与位置全部转换为实际情况，保护与自动装置无其 他异常信号。控制室值班监视人员要密切关注监控 系统画面信息情况，及时通过对讲机或电话与现场 人员沟通解决。 4 母线倒闸操作与运行方式变化时的电网安 全稳定问题 丹 江 电厂 2 2 0 k V，l 1 0 k V系 统是通 过 2号、 第 l 5 卷 ( 2 0 1 3 年第 4 期 ) 电力安 全技术 3号 主变 联 络运行 的。 由于历 史上 的原 因，7条 1 1 0 k V线路全部向库区周边 的丹江 口、汉江集团， 河 南淅川、邓 州县市供 电。通常情 况下，1 1 0 k V 系统总负荷为 4 0 0 5 0 0 Mw，而由2 2 0 k V系统 通过 2 号、3 号主变送往 l 1 0 k V系统的功率为 2 0 03 0 0 Mw。电网稳定问题相对突出。 4 1 2 2 0 k V系统双母线运行倒闸为单母线运行时 对 1 1 0 k V系统稳定的影响与风险 2 2 0 k V系统正常双母线运行 时，丹江 2号、3 号主变压器分 别运行在 2 2 0 k V系统 I 、 母上 ， 即使一条母线故 障，一台联络变压器停运 ，仍然有 另外-一条母线与联络变压器运行，不会对 l 1 0 k V 系统供 电造成太大影响。而一旦 2 2 0 k V系统为 单母线运行时，母线故 障，必将导致丹江 2号、 3 号 主变压器与2 2 0 k V系统脱离。通常情况下， 1 1 0k V系统 负荷在 4 0 05 0 0 MW 在 l 1 0k V系 统运行的 1 号、2号、3 号机组因受水库水位、检 修等因素影响而不能全开满发时，巨大的负荷差将 导致 l 1 0 k V系统崩溃，造成大面积停电事故。 为此 ，电厂专 门设置安装了 2 2 0 k V母线故障 联切 l 1 0 k V系统线路的稳定装置 ，由运行值班人 A而 员根据 2 2 0 k V运行方式的变化与负荷潮流的大小， 合理 选择 联 切 1 1 0 k V 系统 的线路 ，以便 在 发生 2 2 0 k V母线故障时，切除部分 l 1 0 k V负荷 ，使得 丹江 1 1 0 k V 白供区电网能够孤 网运行 ，直至恢复 正常运行方式。 4 2 1 1 0 k V系统双母线运行倒闸为单母线运行时 的风险控制 l 1 0 k V系统双母线运行倒闸为单母线运行时， 如果发生母线故障，母线上所有开关将跳闸，丹江 l l 0 k V 自供区 电网必定全部停 电，造成大面积停 电事件。 为防范 1 1 0 k V系统双母线运行倒闸为单母线 运行时的风险，电厂在母线倒 闸操作前 ，制定了详 细的事故应急预案，并向丹江 l 1 0 k V 自供 区电网 各级调度机构下发通知 ，做好风险控制。同时，要 求河南省用户在此期间将负荷倒 由河南 电网供