火力发电厂MCC电源切换造成机组跳闸事故的分析及改进建议

火力发电厂 MCC电源切换造成机组跳闸事故的分析及改进建议

马乃

大唐陕西发电有限公司灞桥热电厂 陕西省 西安市 710038

摘要：MCC电源在火电厂中是为机、电、炉等辅机系统供电的，例如一些重要锅炉辅机设备有给煤机、磨煤机、空气预热器其可靠性对机组的稳定可靠运行关系重大。现在MCC电源是采用双电源备自投装置两路电源供电，但备自投切换会造成一个断电的时间间隔有可能引起设备停止运行。分析了一起发生在某火力发电厂300MW机组因MCC电源切换问题引起设备停运导致机组非停事故剖析故障原因，并给出改进和防范措施，提高了运行的稳定性。

关键词：MCC；故障；电源切换；跳闸；磨煤机油站；

1概述

400 V炉侧MCC装设有双电源自动切换开关，带有给煤机、磨煤机油站、热控电源等重要负荷。正常情况下当MCC段I路电源失去时，将自动切换到II路，以保证MCC段供电的可靠性。如切换失败，将引起上述重要负荷失去电源，从而引发设备异常、跳机等严重后果。磨煤机油站是与磨煤机减速机配套的专用润滑装置，用于磨煤机润滑减速机中的齿轮和轴承，起到润滑、冷却和清洗的作用，是磨煤机正常工作的重要辅助设备。磨煤机油站电源故障会使磨煤机跳闸，造成机组减出力，跳机。某火电厂300MW机组每台锅炉配5台中速磨煤机（A、B、C、D、E），燃烧设计煤种时，4台运行，1台备用。每台磨煤机配备1个润滑油站，油站的控制电源及油站电机由磨煤机润滑油站控制柜供电，各个磨煤机控制柜的电源由400V炉侧MCC供电，400V炉侧MCC段双电源，装设自动电源切换装置，A、B、C磨煤机油站由锅炉MCCA段供电，D、E磨煤机油站由锅炉MCCB段供电，锅炉MCCA及锅炉MCCB分别由厂用PC段供电，锅炉MCCA和锅炉MCCB都是双电源供电。

2故障情况

＃1机组正常负荷A、B、C、D四套制粉系统运行；A、B汽动给水泵运行，电泵备用；协调投入；＃1锅炉MCCA段正常由Ι路电源工作，Ⅱ路电源备用，A、B、C磨煤机油站电源均配置在锅炉MCCA段D磨煤机油站电源配置在锅炉MCCB段。由于锅炉MCCA段I路电源故障，因工作电源开关跳闸造成＃1锅炉MCCA段电源从工作电源自动切换到备用电源的过程中母线瞬间失电，造成本段所带包括A、B、C磨磨煤机油站内的电气设备跳闸。油站停止供润滑油，磨煤机A、B、C停运，因负荷急剧变化，调整不及时，锅炉灭火，机组跳闸造成非停事故。就地检查＃1锅炉MCCA段，发现电源自动转换开关控制器面板上的运行状态显示为AUTO位，电源由正常工作的Ι电源切换到了备用Ⅱ路电源，确定＃1锅炉MCCA段在电源转换开关运行中有切换动作，经过检查发现，＃1锅炉MCCA段工作电源的开关故障。

3采取措施：

通过事故分析事故原因，考虑到机组运行中，应保证厂用电系统在经济、合理、安全、可靠的方式下运行。备用电源应随时可进行投入，当部分电源及线路发生故障时，要避免影响其他系统运行。根据电气负荷的重要性考虑设备自启动时间设定备自投切换时间。分配好各个MCC上的负荷，根据负荷的重要性考虑设备自启动时间，设定备自投切换时间，使设备在最快时间恢复运行。根据现场实际情况，综合考虑了施工的可行性、系统电源可靠性、磨煤机运行可靠性、机组运行可靠性以及如何使备自投装置可靠动作，防止误动，快速切换等几方面提出了以下的改进意见和建议，预防很多不安全事件的发生。

3.1提高单体电源可靠性

在磨煤机油站增加电源切换箱，由两路电源供电增加电源可靠性。为避免环流，两路电源不能同时供电，采取无延时电源切换，为减少成本并增加可靠性，切换箱内采用空气断路器及自身辅助节点设计而成。电源切换箱保证一路电源故障时，另一路电源瞬时切换后供电，磨煤机油站电机立即启动，能够保证磨煤机油压。

3.2提高系统电源可靠性

为提高系统可靠供电，磨煤机油站增加了电源切换箱，切切换箱的第二路电源取自公用段（公用段增加了配电盘），一组电源（A、B、D）取自公用段PCA，另一组电源（C、E）取自PCB。

3.3提高磨煤机运行可靠性

综合测试设备性能后，对磨煤机保护定值重新就行了配置，在单纯磨煤机油站停止供油情况发生时，磨煤机增加2s延时跳闸。一方面磨煤机不会在2s内因停油引起损坏，另一方面又可以避开磨煤机油站电源瞬时切换造成的停电信号触发磨煤机跳闸，如果是单路电源失电，电源瞬时切换，磨煤机油站电机也会自启动，保证磨煤机油压。

3.4提高机组运行可靠性

因综合考虑正常运行中（A、B、C、D、E）制粉系统对应的锅炉燃烧位置，锅炉正常启动时，磨煤机启动顺序为：A（带等离子点火，对应锅炉底层），B或C、D、E等制粉系统，所以将磨煤机油站A、B、D接在同一电源MCCA，将C、E接在另一电源。这样配置可以保证在50%~100%负荷下，一组磨煤机停运，锅炉扰动相对较小，只要措施得当锅炉仍能维持运行。

对磨煤机油站电源及给煤机电源在锅炉MCCA及MCCB系统中重新配置。因系统正常运行时，每套制粉系统中磨煤机和给煤机不能单独运行，故将同一系统的给煤机和磨煤机油站电源放在一起，即给煤机电源A、C、D接到锅炉MCCA，给煤机电源C、E接到MCCB。

3.5加强备用电源自动投入装置的运行管理。根据 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求条文13.9“针对电网运行工况，加强备用电源自动投入装置的管理。”在电力系统中，对于采用放射型供电方式的系统，为提高对用户的供电可靠性，通常采用备用电源自动投入装置，使系统自动装置与继电保护装置相结合，以确保对用户不间断供电。对于发电厂厂用电系统，由于厂用电系统故障所引起的严重后果决定了其的供电应高可靠性[1]。而厂用电系统采用环网供电，使其运行及其继电保护更加复杂化，反而降低其供电的可靠性。因此，为提高厂用电系统的供电可靠性，往往也采用备用电源自动投入装置[2]。因此，采用备用电源自动投入装置是防止事故对重要用户中断供电和保厂用电的重要技术措施之一，要针对电网的实际运行工况，合理配备备用电源自动投入装置1）运行中的继电保护和自动装置的柜门应关好，继电器的盖子应盖好，盘、柜和继电器外壳应清洁。2）继电保护和自动装置无异常、过热，继电器和端子排无受潮现象。3）运行中的继电保护和自动装置盘、柜无强烈振动，继电器无烧坏现象，螺丝及接线无脱落现象[3]。由于锅炉房外部环境原因因此建议对锅炉房内的控制柜柜门加锁加密封圈，MCC配电盘和配电箱加装防尘罩防止由于人员误碰或外部环境粉尘积灰造成电气元器件短路故障。改变自动转换开关的运行方式，锁住开关本体上电气锁或机械锁，防止自动转换开关运行中误切换。

3.6更换切换时间更短，可靠性更高的双电源切换装置和开关。

4结束语

对锅炉MCC电源故障引起机组停机的问题进行分析，找出了故障发生的原因，通过技术改造，增强了电源的可靠性，进而提高了系统的可靠性，希望为同类机组提供借鉴。

参考文献：

[1] 国家电力公司发输电运营部.《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》辅导教材[M].北京: 中国电力出版社2001第一版 181页

[2] 李火元.电力系统继电保护与自动装置（第二版）电厂及变电站电气运行专业[M].北京: 中国电力出版社2006第一版 217-218页

[3] 华北电力集团公司.300MW级火力发电机组集控运行典型规程[M].北京: 中国电力出版社2001第一版120页

作者简介：马乃（1980—），男，陕西西安，助理工程师，本科，主要从事300MW火力发电厂集控运行工作，有长期的集控运行工作经验。