喬永虎

（大唐淮南洛河發(fā)電廠，安徽淮南，232008）

1 基本情況介紹

LH電廠始建于十九世紀(jì)八十年代，分三期建設(shè),是華東電網(wǎng)主力電廠之一。其中X機(jī)組于1999年2月投產(chǎn)發(fā)電。其380V低壓廠用電系統(tǒng)采用負(fù)荷控制中心（PC）和電動(dòng)機(jī)控制中心（MCC）的供電方式。380V工作段母線正常運(yùn)行由工作變供電。380V保安四段由380V工作段七段供電，母線備自投聯(lián)鎖投入，380V 保安總段至380V保安四段的電源開(kāi)關(guān)處于熱備用狀態(tài)。柴油發(fā)電機(jī)及其電源開(kāi)關(guān)處于熱備用狀態(tài)。當(dāng)380V工作段失電時(shí),380V 保安總段至380V保安四段的電源開(kāi)關(guān)自投,保安四段不失電。如自投失敗，保安四段失電,柴油發(fā)電機(jī)自啟，柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)線開(kāi)關(guān)自投，380V保安四段由柴油發(fā)電機(jī)供電。

2 事故現(xiàn)象

2020年1月27日,X機(jī)組有功負(fù)荷210MW，無(wú)功負(fù)荷-28MVar，發(fā)電機(jī)出口電壓19.4kV , 定子電流6250A。00時(shí)11分37秒，機(jī)組保安四段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘，保安四段備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘，保安四段柴發(fā)進(jìn)線開(kāi)關(guān)自動(dòng)投入。DCS發(fā)“保安段進(jìn)線電源閉鎖”，“保安段備用進(jìn)線電源閉鎖”電氣報(bào)警信號(hào)。00時(shí)13分54秒，機(jī)組跳閘，MFT首發(fā)信號(hào)“汽包水位低”。

3 原因分析

保安四段失電,導(dǎo)致重要輔機(jī)跳閘，“搶水”失敗，機(jī)組跳閘。其失電原因可分為兩情況：

（1）保安四段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)運(yùn)行中跳閘，備用進(jìn)線開(kāi)關(guān)合閘后跳閘。

（2）保安四段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)運(yùn)行中跳閘，備用進(jìn)線開(kāi)關(guān)未能正常動(dòng)作合閘。

查閱故障錄波器歷史記錄：

00時(shí)11分37秒787毫秒因保安四段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)變位啟動(dòng)錄波。

00時(shí)11分37秒867毫秒，保安四段備用電源進(jìn)線投入；00時(shí)11分37秒892毫秒，該開(kāi)關(guān)跳閘。

00時(shí)11分43秒，保安四段柴發(fā)進(jìn)線開(kāi)關(guān)投入，保安四段恢復(fù)供電。

00時(shí)14分01秒，發(fā)變組高壓側(cè)5004開(kāi)關(guān)跳閘。

可以看出，工作電源開(kāi)關(guān)先跳閘，備用電源開(kāi)關(guān)“備自投”正常動(dòng)作，但合閘之后出現(xiàn)再跳閘現(xiàn)象。那么需要解決問(wèn)題就有兩個(gè)：（1）保安四段工作電源跳閘的原因。（2）備用電源正常備自投后再次跳閘的原因。

■3.1 保安四段工作電源跳閘的原因分析

開(kāi)關(guān)跳閘原因無(wú)外乎兩點(diǎn)：（1）保護(hù)正常動(dòng)作。（2）誤動(dòng)。

圖1 保安四段事故前后電壓波形

查閱錄波器，380V 工作七段在事故前后波形正常。保安四段電壓波形在工作電源開(kāi)關(guān)跳閘前波形正常，工作電源開(kāi)關(guān)跳閘后電壓開(kāi)始衰減，同時(shí)零序電壓波動(dòng)增大。在備用電源開(kāi)關(guān)合閘、分閘時(shí)保安段電壓波形出現(xiàn)畸變，零序電壓突增，之后電壓到0V，但是整個(gè)事故過(guò)程，保安四段電壓沒(méi)有大幅異常下降現(xiàn)象，結(jié)合保安四段進(jìn)線工作電流無(wú)異常變化，可見(jiàn)保安四段未發(fā)生短路、接地之類電氣故障。工作電源開(kāi)關(guān)跳閘屬脫扣器誤動(dòng)造成。

■3.2 備用電源正常備自投后再次跳閘的原因分析

從電壓波形上看，備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)是合閘之后再次跳閘的。說(shuō)明“備自投”裝置動(dòng)作正常，癥結(jié)在于跳閘原因。（1）合閘于電氣故障，造成保護(hù)動(dòng)作；（2）合閘電流過(guò)大，保護(hù)不匹配；（3）裝置誤動(dòng)。

從保安段在備用電源合閘時(shí)的電壓波形來(lái)看，僅出現(xiàn)了電壓波形畸變并伴隨零序電壓突增，沒(méi)有大幅下降，波形變化是由合閘時(shí)存在殘壓造成，但是合閘時(shí)啟動(dòng)電流過(guò)大或零序接地瞬時(shí)動(dòng)作等電氣故障則無(wú)法排除。從分閘瞬時(shí)動(dòng)作來(lái)看，若是由于保護(hù)跳閘，則應(yīng)是瞬時(shí)脫扣，而不是短延時(shí)，那么出現(xiàn)的故障電流應(yīng)相當(dāng)大。由于沒(méi)有查閱到備用進(jìn)線開(kāi)關(guān)電流波形，無(wú)法對(duì)推斷進(jìn)行驗(yàn)證。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

（1）X號(hào)機(jī)保安四段工作、備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)脫扣器型號(hào)為Micrologic5.0A，于2006年3月改造時(shí)安裝，額定電流1250A。脫扣器長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)動(dòng)作電流Ir=0.9In=1125A，長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)延時(shí)動(dòng)作時(shí)間tr=24s（6Ir），短延時(shí)保護(hù)動(dòng)作電流Isd=4Ir=4500A，短延時(shí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tsd=0.4s，瞬時(shí)保護(hù)Ii退出。

（2）現(xiàn)場(chǎng)查看工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)脫扣器動(dòng)作指示器彈出，面板無(wú)其他指示燈點(diǎn)亮，按開(kāi)關(guān)脫扣器燈測(cè)試按鈕，指示燈均能正常點(diǎn)亮；備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)脫扣器動(dòng)作指示器彈出，面板無(wú)其他指示燈點(diǎn)亮，按開(kāi)關(guān)脫扣器燈測(cè)試按鈕，指示燈均能正常點(diǎn)亮。停運(yùn)柴油發(fā)電機(jī)，檢查保安四段母線無(wú)異常，檢查保安四段各負(fù)荷絕緣均正常。

（3）用380V保安四段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)對(duì)保安四段母線進(jìn)行送電，開(kāi)關(guān)合閘即跳，脫扣器動(dòng)作指示器彈出，脫扣器面板無(wú)其他指示燈點(diǎn)亮。更換380V保安四段工作電源進(jìn)線、備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)脫扣器。用380V保安四段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)對(duì)保安四段母線進(jìn)行送電，開(kāi)關(guān)運(yùn)行正常；備自投試驗(yàn)正常。

（4）將X號(hào)機(jī)保安四段備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)脫扣器安裝在停備狀態(tài)的Y號(hào)機(jī)保安三段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)上，開(kāi)啟保安三段部分設(shè)備，模擬保安四段負(fù)載情況，進(jìn)行切換試驗(yàn)。拉開(kāi)保安三段備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)后，立即合上保安三段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，保安三段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)合閘后即跳閘，脫扣器動(dòng)作指示器彈出，脫扣器面板短延時(shí)保護(hù)動(dòng)作指示燈Isd點(diǎn)亮5s后熄滅。查看錄波圖，保安三段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)由合上到跳開(kāi)時(shí)間間隔為50ms，最大電流為3kA，最大沖擊電流持續(xù)10ms后，電流下降至1kA以下。說(shuō)明開(kāi)關(guān)脫扣器一旦檢測(cè)到電流超過(guò)動(dòng)作值，未經(jīng)過(guò)延時(shí)即將開(kāi)關(guān)跳閘，0.4s延時(shí)未起到應(yīng)有的作用。

（5）將X號(hào)機(jī)保安四段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)脫扣器安裝在停備狀態(tài)的Y號(hào)機(jī)保安三段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)上，開(kāi)啟保安三段部分設(shè)備，模擬保安四段負(fù)載情況，進(jìn)行切換試驗(yàn)。拉開(kāi)保安三段備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，立即合上保安三段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，保安三段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)合上后即跳閘，脫扣器動(dòng)作指示器彈出，脫扣器面板指示燈Ap（裝置故障）點(diǎn)亮5s后熄滅。

5 結(jié)論

綜合以上分析以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證可以得出：

（1）380V保安四段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘原因?yàn)殡娮用摽燮餮b置故障誤動(dòng)。

（2）380V保安四段備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)合閘后再次跳閘原因?yàn)?，電子脫扣器短延時(shí)保護(hù)的延時(shí)功能失效，備自投時(shí)產(chǎn)生沖擊電流達(dá)到脫扣器短延時(shí)保護(hù)的電流定值，但電子脫扣器遠(yuǎn)未達(dá)到整定值0.4s延時(shí)而直接跳閘。

（3）保安四段失電造成該段上的A汽泵A、B潤(rùn)滑油泵，B汽泵A、B潤(rùn)滑油泵均失電，A、B汽泵因安全油壓低跳閘，C電泵因接在保安四段上的輔助油泵失電，自啟動(dòng)失效，電泵無(wú)法快速啟動(dòng)導(dǎo)致汽包水位低，爐MFT動(dòng)作，機(jī)組跳閘。

6 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

LH電廠是一家擁有三十余年歷史的電力企業(yè)，擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的管理團(tuán)隊(duì)以及業(yè)務(wù)嫻熟的運(yùn)維隊(duì)伍。但同時(shí)也存在部分設(shè)備運(yùn)行周期長(zhǎng)，迭代更新慢；電子元器件故障發(fā)生率進(jìn)入高發(fā)期；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備壽命評(píng)估管理不到位等問(wèn)題。X機(jī)組380V保安四段開(kāi)關(guān)電子脫扣器自2006年投入使用，已運(yùn)行14年，元件超期服役，老化故障引起誤動(dòng)。而在進(jìn)行電源切換試驗(yàn)時(shí)未帶正常運(yùn)行方式下的負(fù)荷，導(dǎo)致不能有效掌握該電氣設(shè)備變化的特性，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除設(shè)備隱患。輔機(jī)電源也存在分布不合理，單一母線故障失電造成重要輔機(jī)失電，直接影響機(jī)組安全運(yùn)行的重大隱患。

電力生產(chǎn)屬技術(shù)密集型企業(yè)，機(jī)、電、爐、熱工等諸多專業(yè)密切配合，協(xié)同合作。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，都可能導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，事故擴(kuò)大。現(xiàn)有裝置“自動(dòng)”、“ 保護(hù)”條件下，應(yīng)對(duì)N-1故障綽綽有余，一旦同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)異常疊加的N-2故障，不僅處理難度大大增加；故障多樣性也呈幾何程度增長(zhǎng)，很難做到充分的事故預(yù)想。自動(dòng)控制邏輯、保護(hù)也很難匹配。此類事故盡管單獨(dú)來(lái)看可能只是兩個(gè)較小的問(wèn)題，但疊加在一起同時(shí)發(fā)生時(shí)，往往造成意想不到的嚴(yán)重后果。對(duì)于服役期長(zhǎng)的機(jī)組，設(shè)備日常維護(hù)、壽命評(píng)估顯得尤為重要。及時(shí)排查出故障隱患、中斷事故連鎖反應(yīng)的鏈條，可大大降低故障發(fā)生率。