由安徽某電廠發電機非同期并網所引發的對同期點PT核相重要性的探討

2019年04月19日

12時39分，安徽某電廠3號汽輪機轉速3000rpm，進行發電機并網操作；

12時59分，投入3號發電機勵磁，發電機端電壓升至額定值（20kV），檢查發變組各運行參數正常，投入同期裝置進行自動準同期并網。

13時03分，3號發變組5003開關合閘后即跳閘（系統側為500kV Ⅳ母），滅磁開關跳閘，CRT上“5003開關事故跳閘”、“5003斷路器第一組出口跳閘”、“5003斷路器第二組出口跳閘”、“主變壓力釋放”光字牌閃亮。立即到3號發變組保護小室檢查保護動作情況，發變組保護A/B柜均報“主變差動速斷”、“發變組差動速斷”、“主變比率差動”、“發變組比率差動”，發變組保護C柜報“主變重瓦斯”、“主變輕瓦斯”、“主變壓力釋放”動作信號燈亮。就地檢查發現3號主變本體西北角撕裂漏油，本體向外冒煙。聯系安徽省調，合上5003617接地刀閘，3號發變組回路轉檢修。

事件原因：

    1、同期電壓回路端子外部電纜接線不準確

現場檢查確認，3號發變組保護C柜端子排接線存在錯誤，由500kV IV母PT引至該柜的二次電壓回路L640和Sa640端子接線順序不對，極性接反。當3號發電機選擇與500kV IV母線并網時，導致進入同期裝置的系統側電壓相位反了180度。

    2、兩次技改后的核相工作未能發現問題

2007年5月500kVⅡ母線分段改造和2009年5月3號機同期裝置改造后的同期核相工作存在問題。500kV母線分段改造、同期裝置更換改造后，未嚴格按照《防止電力生產事故的二十五項重點要求及編制釋義》的相關規定（內容如下）：

新投產、大修機組及同期回路（包括電壓交流回路、控制直流回路、整步表、自動準同期裝置及同期把手等）發生改動或設備更換的機組．在第一次并網前必須進行以下工作：

（1）對裝置及同期回路進行全面、細致的校核、傳動。

（2）利用發電機一變壓器組帶空載母線升壓試驗，校核同期電壓檢測二次回路的正確性，并對整步表及同期檢定繼電器進行實際校核。

（3）進行機組假同期試驗，試驗應包括斷路器的手動準同期及自動準同期合閘試驗、同期（繼電器）閉鎖等內容。

事件疑問：

1、3號機同期裝置于2009年5月份完成改造，投運已接近十年，如果同期回路接線錯誤，以前是怎么并網的？每一次并網變壓器一直在受沖擊？

答：2009年同期裝置改造，系統側電壓采樣信號分別取自500kV III段母線PT和500kV IV段母線PT，待并側電壓采樣信號取自發電機出口PT。4月19日之前的并網均是發電機與500kV III段母線并網，安全無誤。4月19日當天3號發電機首次選擇與500kV IV段母線并列，由于并網之前沒有做發電機與500kV IV段母線核相，從而導致非同期并網，損壞3號主變事故發生。

2、系統側PT信號線極性接反，同期裝置為什么沒有提前識別出來？而且還有合閘信號出口？

答：無論是系統側PT信號線極性接反還是待并側PT信號極性接反，同期裝置的識別方法是同源核相，當系統側PT和待并側PT由同一個電源供電后（發電機帶空母線零起升壓或系統倒送電），給同期裝置上電，查看兩個PT的相角差如果為0°，則說明相位極性準確，如果相角差為180°，則意味著其中一個PT極性接反，需查明原因后修改接線，并同步更新圖紙及線號。4月19日3號機組首次與500kV IV段母線并網時，未做同源核相試驗，接進同期裝置的系統側PT和待并側PT由于頻率不同，角度差在0°——180°——360°實時變化，因此當同期裝置檢測到壓差和頻差條件滿足后，會根據計算出的合閘導前角度發出合閘指令，確保在角差為0°時，開關主觸頭閉合完成并網。

3、同期合閘回路的同步檢查繼電器（又稱：TJJ）對角度閉鎖失靈了？

答：原因同問題2答復，接入TJJ的系統側PT和待并側PT由于頻率不同，角度差在0°——180°——360°實時變化，當兩個PT的實時角差小于TJJ允許角度范圍之內時（一般設置為30°），允許合閘接點導通；當兩個PT的實時角差大于TJJ允許角度范圍時，允許合閘接點斷開，防止非同期合閘信號出口。TJJ能夠可靠閉鎖的前提是源頭上輸入TJJ的系統側PT和待并側PT極性相同。

4、國外同類設備的同步都是雙繼電器串聯，有一個出問題都不能同步，國內設備還是有差距？

答：3號機2009年同期改造后，同期合閘回路已采取了多個接點串聯方式，非同期的根本原因是系統側PT從源頭上極性接反輸入給同期控制系統，跟同步串聯再多的繼電器無關，換句話說，就是在同期合閘回路串聯再多的同步檢查繼電器也無法避免因外部PT輸入接反帶來的非同期并網問題。

事件反思：

1、2009年3號機同期改造并網以來，從未出現過非同期并網現象，意味著發電機與500kV III段母線一二次相位均正確，當發電機并網的對象由III段母線改為IV段母線時，對同期系統來講比較的對象發生了變化，III段母線PT極性正確，不代表IV段母線PT極性也正確，因此當同一個開關同期并網時，如果對比的兩個電壓信號發生了變化，則必須進行同源核相試驗。

2、在什么情況下需要做核相試驗？

（1）新投產機組第一次并網前；

（2）機組大修后第一次并網前：

（3）同期回路發生改動或相關設備發生更換的機組，并網之前；

（4）同期控制的對比PT信號發生變化后，并網之前。