浅析电网故障冲击对发电机组的影响及应对措施

浅析电网故障冲击对发电机组的影响及应对措施

作者/赵树卫，龙煤集团鹤岗分公司热电厂

文章摘要：当电网发生故障冲击时，发电厂机组应有一定的抗干扰能力，以减少系统冲击对发电机组的影响，避免电网故障的扩大，造成 不必要的停机停炉。通过对龙煤鹤岗热电厂直配线路系统冲击的分析，了解系统抗干扰方面存在的问题，并分析线路故障、电网一般性扰 动等常见的电网故障或者运行方式异常对发电机组所产生的影响，并且提出具体应对措施。

关键词：系统冲击；线路故障；电网扰动；发电机组；低电压穿越

前言

电网故障冲击对发电机组稳定运行影响极大，易造成机 组停运，甚至损坏设备。2016年龙煤鹤岗热电厂35Kv热 水甲线3813因外部施工造成线路短路，对电厂造成两次冲 击，1#高厂变跳闸，高备变投入，辅机变频器跳闸，最终 导致机组全停。通过对动作数据分析，显示电厂系统在抵御 系统冲击时存在着诸多问题，在电网故障干扰的情况下，系 统安全稳定性存在隐患。

1.输电线路故障冲击，•露出电厂系统在抵

御冲击时存在的问題及应采取的应对措施

通过对35Kv热水甲线外部短路，对电厂造成两次冲击， 导致机组全停的故障分析，可以看出电厂在抵御系统冲击方 面，存在的问题及应采取的措施：

■ 1.1热水甲线保护配置存在问题及应采取的应对措施

线路保护配置存在的问题：缺乏能够在各种工况下保护 线路线路全长且动作迅速的主保护。由于线路保护只配置过 流保护、电流电压联锁速断保护，导致线路故障时，切除故 障时间可能会比较长，对电厂系统的冲击影响大，易造成保 护越级动作，导致事故范围扩大。

应采取的应对措施：对35Kv线路保护配置进行调整， 配置光纤差动报护,以确保能够在各种工况下快速切除故障， 避免事故扩大。

■ 1.2线路电流闭锁电压速断保护定值整定的问题及应采取 的应对措施

线路电流闭锁电压速断保护定值整定的问题：通过对35KV 热水甲线外部短路故障的分析，在经常运行工况下，电流闭锁 电压速断保护实际保护范围过小，无法快速切除线路故障〇用 过流保护倒:户切除故障时限又过长，易导致事故范围扩大。

应采取的应对措施：在电力系统的运行中，出现极端运 行方式的机会很少，而是经常都在最大和最小运行方式这二 者之间的某一主要运行方式下工作。因此，为保证在不延长 保护动作时限的情况下，合理整定保护定值，改善电流电压 保护的灵敏性，扩大保护的最大保护范围。电流电压联锁速 断保护定值整定的常用方法如下：

按正常运行方式下有较大保护区进行整定值计算(电流、

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电压均为测量元件），能保护线路全长的80%;

按躲过本线路末端故障进行整定值计算（电压元件作为 测量元件，电流起闭锁作用）因在这种电流电压联锁速断保 护中，电流部分起保护的闭锁作用，保护控制区主要由电压 定值决定，因此，闭锁电流可按线路末端短路时有一定的灵 敏度来整定，而电压部分的整定值则按线路末端短路时有一 定的可靠性来整定；

按电流、电压有相同的保护区进行整定值计算当系统运 行方式变化不大时，为获得较好的保护区，可按电流、电压 保护区大致相同来整定。

■ 1.3辅机变频器低电压穿越的问题及应对措施

低电压穿越是指，小型发电系统在确定时间内承受_定 限值的电网低电压而不退出运行的能力。在电网故障时，为 使发电机组能安全度过故障，同时变频器继续维持在安全工 作状态，让电厂辅机具备低电压穿越能力。电厂单机功率及 全厂功率均较大，若辅机变频器不具有低电压穿越的能力， 则在系统冲击时威胁相对也就更大。

如果火电厂因雷击、电气设备短路、接地、系统冲击等 引起电网和电厂厂用电短时电压降低，造成变频器动力电源 低电压和变频器控制电源低电压，这些变频器低电压闭锁保 护会动作，安装有变频器的辅机（电动机）会停止运行，造 成停炉、停机事故。

应采取的应对措施：采用抗低电压穿越设备改造，从技 术角度解决问题是可行的。易于实现的措施有两种，第一 种是在变频器交流电源输入部分加装抗低电压扰动设备；第 二种是在变频器整流和逆变中间的直流环节（DC BUS)加 装蓄电池组解决方案。

2.电网一般性扰动等电网故陣或运行方式异 常对发电机组的影响及应对措施

■ 2.1电网一般性扰动及处理

在电网内其他电源^'、其輸Ml故轉发生时，电网会

产生，

挪励>

扰动通常对发_膨响剛、，通过

各个并网发斬跑的自动或#手娜I节，胞換时间内常。■ 2.2电网频率变化影响及处理

系统频率异常会带来很多危害，例如可使汽轮机叶片振

网络通倍

动加大，引起断裂。频率降低，火电厂机械设备出力降低， 发电机出力下降，引起电网频率进一步下降，可能引发频率 崩溃。低频增加了异步电动机和变压器励磁电流，增加消耗 无功，弓I起电压下降，弓丨发电压崩溃。当电网频率摆动过大 时，应该及时联系调度值班员，并且按照规程要求操作，必 要时机组紧急停运，防止损伤汽轮发电机。

我们了解了电厂系统抗干扰方面存在的问题，并分析线 路故障、电网一般性扰动等常见的电网故障或者运行方 式异常对发电机组所产生的影响及应采取的措施。为预 防系统冲击对电厂的影响，我们应筑牢三道防线：第一 道防线，配置快速可靠的继电保护及有效的预防性控制 措施；第二道防线，采用稳定控制装置及切机、切负荷 等紧急控制措施，确保电网在发生故障时能继续保持稳 定运行；第三道防线：设置失步解列、频率及电压紧急 控制装置，防止事故扩大。只有采取切实有效的防范措施， 才能够减小电网故障对发电机组造成的冲击，确保机组 的稳定运行及安全。

3. 发电机组应对电网故陣冲击的处理方法

电网发生故障，及时与网调值班员进行沟通；在恶劣气 候或者机组非正常运行方式时，应该提前做好事故预想；当 扰动较小时，应该加强相关励磁系统参数监视；扰动较大时， 发生系统振荡时按照规程要求调节有功、无功，维持系统电 压、母线频率正常，达到紧急停运条件时，应该及时将发电 机与系统解列。

参考文献

氺[1]郭光荣.电力系统继电保护[M].北京：高等教育出版社, 2006 年.

氺[2]《电力系统安全稳定导则》国家经贸委水利电力出版社, 2001 年.

4. 结束语

通过对龙煤鹤岗热电厂直配线路系统冲击的分析，(上接第61页)

不牢固，则只需将其作紧固处理即可；如果是在其工作状态 下存在卡涩现象，那么应该用酒精清洗动铁芯，并对弯曲的 动铁芯端部进行纠正。再次，更换表面不平整的合闸滚子和 合闸掣子，并涂上润滑油，以保证其光滑度，并清洗合闸滚 子的卡涩部位。最后，释放连杆，使其处于活动状态，并将 其拉至合适的位置，方便更换轴承，用新的轴承来代替旧的 轴承，并涂上润滑油，然后将连杆重新装上。■ 3.2针对分闸失败的处理措施

随着先进信息技术的不断推广，在进行分闸故障问题的 处理时，应采取的措施是：第一，针对辅助开关中的接触不 良，对断路器做清洁处理即可，如果清洁后仍不能正常工作， 则需要将其更换掉。第二，电磁铁如果被烧坏，那么无法进 行维修，则需更换分闸电磁铁；如果是电磁铁有松动甚至脱 落，则应该选用合适的螺丝将其紧固起来；检查铁芯，如果 有污渍，则用酒精处理，如果是动铁芯弯曲，则应采用专业 的工具对其进行校正，否则应该换用新的分闸电磁铁。第三， 检查分闸滚子和分闸掣子的转动轴，如果灰尘堆积过多，则 立即将其清洗掉，如果缺油，做补油处理，而不平整的部位 应将其更换掉，才能有效保证其运行稳定性。■ 3.3针对万向轴和万向杆不四配的处理措施

根据ZN12-12型真空断路器的运行情况，在fflfi万向轴、 万向杆方面的处理时，需要采取的措施是：首先，要将杠杆的 开口距离进行合理的设置，对其作缩小处理，这样就能使万向

轴维持在原来的位置，不会出现偏移或脱离现象。其次，应做 好断路器的维护工作。在ZN12-12型真空断路器运行的过程中， 由于断路器麟工作的时间比较长，并且，在工作雖中又会 对其频繁操作，从而很容易使断路謎化，甚至出现功能退化 问题，最终影响其正常工作。因此，为了避免线路的正常运行 受到影响，相关人员需要对其进行维护，严格按照相关规定执 行。例如：在检修过程中，要特别注意超行程、开距等参数的 检测精准度，必须反复多次验证，才能避免开距过小的情况出 现，对于保证其运行效果有着重要影响。

4•结束语

综上所述，ZN12-12型真空断路器的故障种类主要有 分闸失败、合闸失败、万向杆和万向轴不匹配等，而产生故 障的原因是多方面的。为了保证断路器能够正常运行，需要 找出故障原因，并采取改进措施消除这些故障，从而提高断路器的使用寿命。

参考文献

氺[1]孟明亮.真空断路器及其常见故障[J].速读（下 旬），2016,⑵:354-354.

氺[2]张景库.浅议高压真空断路器重要参量的在线监测[J].读写 算-素质教育论坛，2016，(5):6-7.

氺[3]冯赛，马少华.电力机车真空断路器电磁操动机构可靠性研 究[J].河南城建学院学报，2016,25⑴:89-92.

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