某电厂10KV外接电源电压异常波动导致部分设备跳闸事件分析

某电厂10KV外接电源电压异常波动导致部分设备跳闸事件分析

白晶恩 ,陈运会  ,冯筱

华能左权煤电有限责任公司032600

一、正常运行方式：

1、每台机组设6kV厂用A、B两段母线，不设公用段。机组单元负荷接在本机组的6kV

厂用母线上，全厂公用负荷分别接在两台机组厂用母线上，成对出现的高压厂用电动机

及低压厂用变压器分别由不同6kV厂用段上引接；

2、#1机6kV1B段6120开关及#2机6kV2B段6220开关为厂外煤场6kVA、B段电源，接至煤场升压变升至10kV，经煤场降压变降至6kV，厂外煤场6kV段通过母联开关互为备用；

3、每台机组设置一台容量为63/38-38MVA的高厂变，高厂变的高压侧电源由本机组发电机和主变之间的封闭母线上支接，低压侧通过共箱母线连接到本机组的两段6kV厂用母线上作为工作电源；

4、两台机组设置一台容量为63/38-38MVA的有载调压高压启动/备用分裂变压器。启备变电源从500kV升压站引接，启备变低压侧通过共箱母线连接到每台机组的两段6kV厂用母线上作为启动/备用电源；

5、启备变可作为任一台高厂变故障情况下的备用，满足一台机组启动容量。若一台机组故障，启备变可带厂用A、B段的全部负荷。厂用A、B段各设一套厂用电快切装置。

    摘要:某电厂因配合电网公司进行出线I、II回线间隔倒接工作，相继停运#2、#1机组。电厂临时电源由邻近县城接引一条10KV母线，由该外接10KV线路经电厂#1、#2煤场降压变反送电至#1、#2机组6KV IB、IIB段母线，再经过#1-2引风机断路器6154、#1-1引风机断路器6153，#2-2引风机断路器6254、#2-1引风机断路器6253送电至6KV IA、IIA段母线。#1、#2柴油发电机处于热备用状态；厂外煤场由#2煤场升压变接带。文章以该电厂特殊供电方式为例，对机组双停时电源接引提供一种可行性方式。同时以该电气问题记性分析，为火电机组分析电气问题提供借鉴的案例。

关键字:火电厂;电压波动

一、事前工况：

机组双停，电厂厂用电又外接10KV母线接带。外接10KV母线电压：10.3KV；电流90A。6KV IA/IB段电压6162V/6162V; 6KV IIA/IIB段电压6182V/6180V。1004断路器（接#1机组）电流：44.5A，1005断路器（接#2机组）电流51A。

#1机组6KV母线接带负荷及电流情况：

#2机组6KV母线接带负荷及电流情况：

二、事件经过：

由于#1、#2机组DCS电脑时间偏差近1min10s左右，具体以#1机组时间为准。

06月07日18:01:29 外接10KV母线电压由10.3KV最低摆动至9.9KV，#1机组6KV母线电压由6162V最低摆至6030V，#2机组6KV母线电压由6182V最低摆至6022V；#1机组380V母线电压由398V最低摆至328V，#2机组380V母线电压由398V最低摆至392V。

18:01:31  脱硫预澄清池搅拌器、澄清池搅拌器、事故浆液箱搅拌器A、废水旋流箱搅拌器、凝聚剂溶液箱搅拌器、有机硫溶液箱搅拌器跳闸。

18:01:31  #1机组380V母线电压最低降至328V（锅炉PC段）。

18:01:31  #4仪用空压机电流突涨至54A后下降。

18:01:32  #1厂前区变电流由9.8A降为0。

18:01:32  6KV #2煤场电源断路器电流由62A降为55A。

18:01:44  #4仪用空压机跳闸，电流降为0。

18:01:44  6KV #2煤场电源断路器电流由55A降为28A。

通过DCS画面判断#4仪用空压机跳闸，#1厂前区变低压侧失电（高压侧断路器在合位），6KV煤场电源低压侧失电。

就地检查#4仪用空压机本体控制面板无异常报警，高压侧断路器处无报警，断路器处于分闸状态；

就地检查#1厂前区变高压侧断路器无异常报警，断路器处于合闸状态，低压侧进线断路器处于分闸状态，无异常报警；

通知燃料运行检查煤场电源运行情况，发现厂外煤场PC段进线断路器处于分闸状态，无异常报警；

就地检查#2煤场升压变本体无异常，#2煤场升压变至厂外煤场电源断路器1021无异常报警；

就地检查外接10KV母线进线断路器1002面板无异常报警。

运行人员通过就地现象推断：此次跳闸事件不是由我厂设备故障导致，开始恢复送电。

18:08:00恢复脱硫设备运行。

18:11:00启动#4仪用空压机运行(压缩空气压力由0.74MPa降至0.54MPa)。

18:23：00恢复厂前区PCA、B段运行，通知综合服务中心及办公室负责人。19:02：00恢复厂外煤场PCA、PCB段运行。

三、原因分析：

1、厂前区PC段失电原因为进线断路器跳闸，就地检查综保装置无动作报告；厂外煤场PC段母线失电原因为进线断路器跳闸，就地检查综保装置无动作报告。

厂前区PC段母线进线断路器与厂外煤场PC段进线断路器为ABB-框架式断路器，此断路器综保装置保护未动作。厂前区变与厂外煤场变属于外围变压器，此类变压器低压侧进线断路器自带保护中包含有欠压脱扣，延时1S动作，分析此因素为进线断路器跳闸原因（欠压值为30%，具体未做试验验证）。

2、脱硫跳闸设备事故浆液箱搅拌器A、废水旋流箱搅拌器电源断路器为抽屉式断路器，此断路器内包括电机控制接触器，此接触器欠压脱扣导致断路器跳闸，（具体欠压值与接触器型号有关，一般为不超过20%）。

凝聚剂溶液箱搅拌器、有机硫溶液箱搅拌器电源控制柜为抽屉式断路器，控制柜内包含接触器，电压低至一定值时脱开导致设备跳闸。

脱硫预澄清池搅拌器、澄清池搅拌器跳闸原因同理如上。

3、#4仪用空压机动力电源由#2机组6KV母线接带，控制电源由2CCPCB段母线接带。

#4仪用空压机在6KV母线电压波动时正处于加载状态，电流上涨至54A，未达过流速断保护动作值215.5A（7*In）。

通过DCS画面及就地检查#4仪用空压机本体无故障，各轴承度、绕组温度正常，就地排汽温度、压力、油温正常、冷却水压力正常，排除此类因素影响。通过排除法判断空压机跳闸原因为空压机控制电源失去或电压异常。

#4空压机控制电源由2CCPCB段380V母线接带，DCS画面除尘PC段母线无电压测点，无法判断除尘PC段母线电压波动范围。

空压机跳闸条件为：

3.1压缩机出口油温T1、分离器后空气温度T2、过滤器后油温T3达到113℃时跳闸；

3.2分离器内压力P1达到0.96MPa时跳闸；

3.3空压机排气压力P2达到0.95MPa时跳闸；

3.4油滤后油压小于0.01MPa时跳闸；

3.5空压机运行超过60s，P1＜0.14MPa；

3.6空压机运行超过5s，P1＜0.035MPa；

3.7空压机冷却水压力＜0.07MPa；

3.8空压机控制电源失去或电压异常；

3.9空压机温度传感器故障；

3.10空压机任意一点轴承温度达到90℃及以上时跳闸（单点跳闸）；

3.11空压机绕组温度达到130℃及以上时跳闸（6取4）。

查询空压机控制电源异常逻辑判定为：380V母线电压过压10%；380V母线电压欠压10%；相序错误；380V母线失电。综合判断:#4仪用空压机跳闸原因为380V控制电源欠压10%。

3、通过咨询邻近县城供电站，回复10KV外接线路发生故障重合闸保护动作导致10KV母线电压波动，动作时间反应快，时间以毫秒(mms)计算，本单位DCS画面10KV线路及厂用电系统电压、电流测点时间均以秒(s)计算，无法准确监视判断母线电压变化值。

暴露问题：

1、外围变压器进线断路器低电压保护未进行特性试验。

2、外接10KV母线进线断路器1002就地保护装置时间与实际北京时间相差近30min。

3、仪用空压机设备控制原理、相关保护不清。

4、DCS画面0.4KV部分母线电压无法监视。

5、#1机组与#2机组DCS画面时间不一致，有偏差，不利于事故分析。

6、厂内外接10KV母线未加装防雷装置（避雷器）。

四、防范措施：

1、外围变压器进线断路器进行低电压保护特性试验。

2、修改外接10KV母线进线断路器1002就地保护装置时间与北京时间一致。

3、联系厂家，加强空压机构造、控制系统学习并掌握。

4、DCS画面中0.4KV母线电压加装取样点便于监视及发现趋势变化。

5、调整#1机组与#2机组DCS画面时间保持与北京时间一致，便于事故分析。

6、厂内外接10KV母线加装防雷装置（避雷器）。

五、总结

该厂电压波动导致设备跳闸，分析分析清晰，事故案例范围可控，判断迅速，处置果断。为同类型事件提供一个借鉴参考的意义。