某电厂空冷失电事件分析

某电厂空冷失电事件分析

赵阳

山西大唐国际运城发电有限责任公司 山西省 运城市 044602

摘要：通过对某电厂在机组运行过程中空冷失电事件导致机组降负荷事件进行认真分析，从保护装置和故障录波报告分析保护动作的逻辑，对空冷失电的原因进行分析，并采取相应的措施保障机组的安全稳定运行。

关键词：空冷、备自投、失电、闭锁、

一、运行工况

xx年xx月xx日18时55分，1号机组负荷560MW，AGC模式运行，环境温度30℃，A、B、C、D空冷变高压侧电流分别为116A、135A、135A、130A，空冷备用变处冷备用状态。

二、事件经过

18时55分57秒，1号机空冷D段工作进线开关DCS显示黄闪，(开关实际跳闸)，D段母线失电。56分10秒，1号机空冷备用变高压侧开关10BBA09合闸(因该开关综保通讯故障，DCS显示未合闸，但实际已合闸)，空冷备用段母线电压372V，空冷D段备用进线开关未合闸， 4、5列空冷风机失电跳闸。

三、事故过程

1、就地检查，空冷D段工作进线开关处分闸位，开关综保无保护动作记录报告；空冷D段备自投装置有“出口6”红灯亮，“出口7”(合空冷备用变高压侧10BBB09开关)绿灯亮，事件记录有装置“启动”、“出口6”（合空冷备用变高压侧10BBA09开关）动作记录，见图1。

2、查阅DCS历史记录，空冷D段失压前，无空冷D段开关操作记录，SOE信息里有空冷D变备用进线开关变位记录，如下：

18时55分58秒141毫秒，“空冷D段备用进线开关已投运”信号动作；

18时55分58秒159毫秒，“空冷D段备用进线开关已投运”信号返回；

18时55分58秒187毫秒，“空冷D段工作进线开关已停止”信号动作；

18时55分58秒760毫秒，“空冷备用电源已投运”信号动作，

3、查阅1号机电气监控系统ECS告警信息（见附图1）：

18时55分56秒956毫秒，空冷D变差动“保护启动”；

18时55分57秒165毫秒，空冷备用变差动“保护启动”；

18时55分57秒628毫秒，“空冷D段备用进线开关跳位”返回；

18时55分57秒645毫秒，“空冷D段备用进线开关合位”动作；

18时55分57秒670毫秒，“空冷D段备用进线开关合位”返回；

18时55分57秒685毫秒，“空冷D段备用进线开关跳位”动作；

18时55分57秒692毫秒，“空冷D段工作进线开关跳位”动作；

18时55分58秒193毫秒，“空冷D段备自投出口6”动作；

18时55分58秒222毫秒，“空冷备用变6kV开关1DLA跳位”返回。

4、检查空冷D变6kV开关差动保护综保，拷贝分析18时55分“保护启动”录波文件（附图2）：

保护启动-8毫秒时刻之前，空冷D变处正常带负荷运行状态，高、低压侧电流分别为0.238A、0.410A，（CT变比分别为600/1,5000/1,对应一次电流为142A、2050A）；

-6毫秒时刻开始，空冷D变高、低压侧电流幅值明显增大，低压侧C相二次电流最大值为2.22A，高压侧C相二次电流最大为1.353A，高低压侧三相电流波形均偏于时间轴一侧；

检查空冷备用变6kV开关差动保护综保，分析18时55分“保护启动”时刻录波文件（附图3）：

空冷备用变高压侧始终无电流；

低压侧自-7毫秒时刻出现电流，C相在-1毫秒时刻出现最大值2.396A（一次电流11980A），A、B相电流偏于时间轴上侧，C相电流波形偏于时间轴下侧，三相电流波形均出现间断角；满足变压器低压侧合闸时充电电流特征，确认备用开关合闸，导致备用变从低压侧反充电。

检查空冷D段备自投装置综保，分析18时55分“备自投出口6”时刻录波文件（附图4）：

录波初始时刻备用进线有电流（模拟量通道Ia、Ib、Ic），由-40毫秒开始出现电流，C相在-35毫秒时刻出现最大值2.025A，-27毫秒电流返回至0 A，持续13ms；

-12毫秒，空冷D段工作进线“跳闸”信号（开关量通道DI4）动作；

-9毫秒，空冷D段备用进线“跳闸”信号（DI3）动作，备用进线开关已分闸；

空冷D段母线电压（模拟量通道Uab1、Ubc1）自录波初始时刻由75.31V（正常应为100V）开始快速下降，至80毫秒时刻下降至0。

489毫秒，备自投装置发出“合备用变高压侧开关”信号（出口6）；

555毫秒，空冷备用变高压侧开关10BBA09“分闸状态”信号（DI2）返回，开关合闸，空冷备用变带电。

四、事故原因分析

1、空冷D段备用进线开关在空冷D段正常运行时发生合闸，导致空冷备用变从低压侧反充电。判断依据为：空冷D段备用进线开关开关位置反馈变化（DCS、ECS均发生变位）且时间上早于保护动作，空冷备用变低压侧、空冷D段备自投装置测出空冷D段备用进线开关均出现电流，电流波形偏于时间轴一侧，出现间断角，呈现出变压器充电时励磁涌流特征（见附件2图形）。

2、空冷备自投装置动作逻辑如下：

动作条件：闭锁条件都不满足，启动条件都满足

（1）、跳2DLA开关

闭锁条件：2DLA处于分位

启动条件：I母失压，UL2或UL1有压

充电条件：要求自身必须处于合位，且I母失压、（UL2或UL1有压）二者有一个不满足。10s

充电满时：出口5灯亮

动作 ：跳开关，动作定值T1

（2）、合1DLA开关

闭锁条件：1DLA处于合位

启动条件：2DLA处于分位，1DLB处于分位，I母失压，UL2有压

充电条件：要求1DLA必须处于分位，且2DLA处于分位，1DLB处于分位，I母失压，UL2有压，四者有一个不满足。10s

充电满时：出口6灯亮

动作 ：合1DLA开关，动作定值T4

（3）、合1DLB开关

闭锁条件：1DLB处于合位

启动条件：2DLA处于分位，1DLA处于分位，I母失压，UL1有压

充电条件：要求1DLB必须处于分位，且2DLA处于分位，1DLB处于分位，I母失压，UL2有压，四者有一个不满足。10s

充电满时：出口7灯亮

动作 ：合1DLB开关，动作定值T2

（4）、合2DLA0开关

闭锁条件：2DLA0处于合位

启动条件：I母失压，1DLA合位并A段有电压或1DLB合位并B段有电压，2DLA跳开

充电条件：要求2DLA0必须处于分位，且I母失压，1DLA合位并A段有电压或1DLB合位并B段有电压，2DLA跳开三者有一个不满足。10s

充电满时：出口2灯亮

动作 ：合2DLA0开关，动作定值T3

其中参数所代表的具体含义如下

UL1:6KV B段电压

UL2:6KV A段电压

I母失压:380V母线失压

2DLA：低压测工作电源进线开关

1DLA：代表6KV A段空冷备用变电源开关

1DLB：代表6KV B段空冷备用变电源开关

2DLA0：代表低压侧备用电源进线开关

所以整个过程如下所述：当380V母线电压降低以后，备自投装置启动，先判断380V进线开关的位置，开关断开位置则闭锁跳进线开关，如果在合位，并且充电那么就跳开进线开关。之后合上6KV空冷备用开关，而且是先合空冷备用变A开关，如果A 合不上，合空冷备用变B开关。空冷备用变带电以后合380V 备用进线开关。上述四个开关的动作都必须在它们充电完成以后。

3、备自投动作后备用开关不合闸原因为：18时55分58秒备自投动作前，备用进线开关已合、分闸一次，导致备自投“低压侧备用进线合闸出口”放电，不再具备合闸条件（充电条件满足，充电时间需10s）。

4、工作进线开关保护未动作原因：虽然变压器反充电电流较大，但因备用变“高联低”硬接线联锁保护功能，备用开关合上后即跳开，保护无反应。

通过上述记录分析开关动作过程及参数变化，整个过程如下：

空冷D段备用进线开关异常合闸，备用变“高联低”硬接线联锁保护使之随即跳开，在此期间，空冷备用变从低压侧反充电，造成空冷D段母线电压降低，启动备自投装置，跳闸空冷进线开关，合闸备用变高压侧开关，因备自投合闸低压侧备用进线开关充电时间不满足10s,故不具备合闸条件，低压侧备用进线开关未合闸。从而导致空冷D段母线失电，造成机组限负荷。

五、建议采取的措施

建议机组停运之后对空冷D断备用进行开关的合闸回路进行仔细检查，包括有无寄生回路、回路绝缘是否合格、合闸继电器是否合格。同时需要对保护装置进行详细检查及校验保证装置的可靠性。

附件1、1号机组空冷D变差动保护保护启动录波波形

附件2、1号机空冷备用变差动保护“保护启动”录波波形

附件3、1号机空冷D段备自投装置动作时序及波形