6kV备电自投试验引起机组跳闸的原因分析及防范对策

6kV备电自投试验引起机组跳闸的原因分析及防范对策

张太军

广东粤华发电有限责任公司广东广州510731

摘要：瑞明发电厂一台125MW机组在2014年5月20生了一起6kV厂用电备用电源定期试验中引起机组跳闸事故。此次跳机事故是由于6kV厂用电备用电源定期试验时，设备存在缺陷及日久失修、设备老化引起，暴露出设备在设计及维护管理上还存在问题，有些地方是值得我们反思的。

关键词：6kV备电；自投试验；机组跳闸；原因分析；对策

一、事件经过：

2014年5月20日，瑞明电厂#2机组负荷100MW，14：00，电气运行人员在执行“#8机6kV厂用电备用电源定期试验”操作票第九项“6kV8a段快切启动”时，6kV8a段备电开关（068a）开关不能合闸，马上派人就地检查（068a）开关及6kV8a段快切装置，未发现异常。14：10，再次执行该项操作过程中，瑞明电厂#2机组事故喇叭响，“发变组保护动作”、“发电机跳闸”、“汽机跳闸”、“锅炉MFT”光字牌发出，#8发电机灭磁开关跳闸，发电机失磁保护动作，2208开关、MK、828开关、608a、608b开关跳闸，#8发变组与系统解列，联跳汽机、锅炉MFT。因068a开关不能自投，6kV8a段母线失压，6kV硫78段母线失压,瑞明脱硫厂用电中断。6kV8b段备电开关（068b）开关自投成功，6kV8b段母线电压正常.380V8a段备电开关（0381）开关自投成功，380V8a段母线电压正常。380V供水段备电开关（水08B）开关自投成功，380V水8段母线电压正常。由于瑞明脱硫厂用电中断，导致瑞明#1、#2炉脱硫全停。#1、#2增压风机、#1、#2、#3循环泵、GGH主电机等脱硫所有设备跳闸。#1、#2增压风机进出口挡板全开、吸收塔通风挡板全关、旁路挡板全关（已失电），现场手动摇开#1烟气旁路挡板。期间14:13:20～14:13:55，#1增压风机入口压力由-100Pa升至1400Pa，14:26:27手动摇开#1旁路后，压力开始下降；14:13～14:28，吸收塔入口烟温由107℃升至147℃，14:30恢复脱硫厂用电后重启浆液循环泵和GGH，吸收塔入口烟温开始下降。事故发生后电气运行人员检查6kV8a段工作开关（608a）开关已分闸，就地手动合（068a）开关仍不能合闸后。即到瑞明脱硫控制室与脱硫人员一起恢复瑞明脱硫厂用电。脱硫厂用电恢复后，检查#1、#2增压风机进出口挡板自动关闭，#1、#2炉净烟气挡板自动关闭，#2旁路挡板自动全开。到现场检查各设备无异常后，值长令启动GGH主电机、#1、#2、#3浆液循环泵、#1增压风机运行；15：15全关#1炉烟气旁路挡板，恢复瑞明脱硫运行。

二、引起机组跳闸原因的分析和处理：

1、保护动作及灭磁开关跳闸的检查情况

继保人员查阅录波文件：灭磁开关首先跳闸，1秒后发电机失磁保护t1、t2出口动作，跳开2208、608a、608b开关。

查阅DCS历史趋势图：14：10灭磁开关跳闸前，DCS上并无发出灭磁开关的跳闸指令。14：00～14：10进行的6kV厂用电切换试验共有3次起动快切装置（3次均没成功，事后检查068a开关合闸线圈已烧坏），当第3次刚起动快切装置时，灭磁开关跳闸。

灭磁开关检查：对控制回路正极、负极、所有跳闸回路、至AVR回路、至备励回路、至DCS回路对地绝缘及各回路间绝缘进行逐一检查，绝缘情况良好。对灭磁开关动作电压进行检查，最低跳闸电压为41V，不满足开关最低跳闸电压应大于额定电压30%（即66V）的要求。

2、068a不能自投的检查情况

电修人员检查068a开关，发现烧焦味很浓，合闸线圈已烧坏。更换合闸线圈后进行反复试验，发现开关进入工作位置后，机构跳闸弹片不能自动复位，致使开关机构长期处于脱扣状态，当合闸指令发出后，合闸线圈动作却不能使开关真正合闸，于是开关辅助触点不能切断，最终将合闸线圈烧坏。

3、灭磁开关误跳闸原因分析

由于灭磁开关未发现外部跳闸信号，控制回路的绝缘方面未发现缺陷，且回路接线符合设计要求，所以不能明显确定灭磁开关误跳闸原因。因灭磁开关设备老化，最低跳闸电压明显偏低，容易因外界直流系统波动或冲击的影响而误跳闸。此次灭磁开关误跳闸发生在运行人员第3次起动快切装置时，所以不排除刚烧毁的068a开关合闸线圈在再次受电冲击影响下，发生瞬间接地或造成直流系统冲击的情况。初步分析灭磁开关误跳闸的原因为：当第3次起动快切装置时，直流系统可能存在瞬间冲击波动或瞬间接地，引起最低跳闸电压偏低的灭磁开关误跳闸。

4、068a不能自投原因分析

因068a开关在进行6kV厂用电定期切换试验时烧坏合闸线圈，当机组跳闸时，068a开关不能自投，6KV8a段失压。

合闸线圈烧坏的原因：按照小车（抽屉）开关的五防设计，在开关进出工作位置过程中，跳闸弹片被顶起使机构脱扣以防止误合闸，当开关到位且摇把被拔出后，跳闸弹片应自动复位恢复合闸功能。068a开关由于设备老化，跳闸弹片不能自复位，当合闸令发出后，合闸线圈动作却不能使开关真正合闸，于是开关辅助触点不能切断线圈回路，最终将合闸线圈烧坏。

5、烟气旁路挡板未保护打开原因分析

当时瑞明脱硫6kV硫B段母线由6kV8a段供电，机组跳闸后，068a开关不能合闸，6kV8a段失压，瑞明脱硫厂用电失电，造成#1、#2烟气旁路挡板因执行器失电而无法打开。

#1、#2炉烟气旁路挡板执行器的380V电源是由烟气旁路挡板专用的UPS电源装置供电，由于该电源装置的逆变器在2013年4月25日出现故障，联系厂方技术人员上门检查确认已无法修复，需整台装置更换（该电源装置已使用近11年，电子元件老化严重，此前已进行过多次维修，并将情况反馈瑞明公司，瑞明公司出于成本考虑暂不更换）。因此从2013年4月25日开始，#1、#2炉烟气旁路挡板的电源转由UPS电源装置旁路电源供电，旁路电源取自#7低硫变PCB段电源。

三、防范措施：

1、为防止灭磁开关误跳闸，调整灭磁开关连杆机构，提高开关的最低跳闸电压使其满足大于30%额定电压（66V）的要求。

2、灭磁开关合闸线圈两端接入故障录波器进行监视，当灭磁开关受直流系统影响而误跳闸时，线圈电压将被录取，便于故障分析。

3、修复068a开关机构跳闸弹片及相关连杆和复位弹簧，使其灵活复位。

4、针对开关设备老化，跳闸弹片不能自复位情况，停机停电时检查瑞明#1、#2机组所有电气小车开关，损坏的及时更换，防止同类事件发生。

5、利用停机期间，由瑞明项目部申请停运瑞明脱硫系统，检修部全面检查处理脱硫设备内部受烟温超标的影响设备，并及时修复。

6、由运行部牵头，评估并制定吸收塔入口烟温超标时停机条件，并完善相关应急处理措施，应对同类事件发生。

7、针对瑞明脱硫烟气旁路挡板UPS电源装置故障不能修复，容易出现失电的状况，对瑞明脱硫系统厂用电配置进行了优化和改进，加装了瑞明脱硫系统厂用电快切装置，保证了瑞明脱硫厂用电的可靠性。

通过对上述设备问题的原因分析，采取了针对性的有效措施及对设备存在的缺陷问题，进行了一一解决，有效地杜绝了同类事故的发生，大大提高了设备及机组运行的安全性。

作者简介：张太军（1972年8月），男，广东省人，毕业于华南理工大学热能与动力工程专业，电力运行助理工程师，现从事电厂运行工作。