一起發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動(dòng)作跳閘事件原因分析及防范措施

劉建

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234101)

摘要：主要對(duì)某電廠因發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障導(dǎo)致機(jī)組跳閘事件的原因進(jìn)行分析，并據(jù)此制定相應(yīng)的防范措施，為確保發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：超溫；失磁；保護(hù)跳閘；防范措施

收稿日期:2015-04-21

作者簡(jiǎn)介：劉建(1983—)，男，山東鄒城人，助理工程師，主要從事發(fā)電廠電氣運(yùn)行工作。

0引言

某電廠2×300 MW亞臨界機(jī)組配置ABB公司提供的UNITROL-F系列雙自動(dòng)微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器裝置，型號(hào)為AFT-O/C7P3-D300。該裝置由兩個(gè)獨(dú)立的勵(lì)磁模塊組成，每個(gè)勵(lì)磁模塊主要由主控板CON-2、電源板POW-1、功率接口板UNS2861C、信號(hào)處理板、電源模塊、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、功率橋組成。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器每個(gè)通道內(nèi)置自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作模式，手動(dòng)模式自動(dòng)跟蹤自動(dòng)模式；自動(dòng)模式用來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓恒定，手動(dòng)模式用來維持勵(lì)磁電流恒定；手動(dòng)模式是自動(dòng)模式的備用運(yùn)行模式，主要用于設(shè)備調(diào)試、維護(hù)或故障；當(dāng)在線通道故障時(shí)，由控制邏輯執(zhí)行通道切換過程，投入備用通道運(yùn)行，當(dāng)備用通道再故障時(shí)，由控制邏輯執(zhí)行運(yùn)行模式切換過程，投入備用通道的手動(dòng)模式。

1事件經(jīng)過

2013年10月24日09：22：00，#1機(jī)組有功負(fù)荷281 MW，無功負(fù)荷103 Mvar，定子電壓20.18 kV，勵(lì)磁電壓161 V，備勵(lì)輸出電流178 A。09：23：00，運(yùn)行監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)#1機(jī)組無功負(fù)荷由98 Mvar迅速下降至50 Mvar，立即點(diǎn)擊備勵(lì)增磁按鈕，但無功負(fù)荷繼續(xù)下降。09：23：07，#1機(jī)組出口開關(guān)、FMK、整流柜QFⅠ/QFⅡ/QFⅢ、備勵(lì)QF開關(guān)跳閘，#1號(hào)發(fā)變組跳閘。

2現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

2.1#1機(jī)組跳閘前勵(lì)磁方式

2013年10月24日#1機(jī)組大修后機(jī)組啟動(dòng)，24日03：10汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升到3 000 r/min后，在進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)器空載特性試驗(yàn)時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器2號(hào)通道試驗(yàn)正常，在進(jìn)行1號(hào)通道試驗(yàn)過程中出現(xiàn)異常。電氣維護(hù)人員將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器設(shè)定為2號(hào)通道單通道運(yùn)行，備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投入備用。06：00，#1機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷至60 MW；06：33，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器2號(hào)通道溫度高報(bào)警退出，自動(dòng)切換為備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行，至10月24日09：23機(jī)組跳閘前，一直為備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行。

2.2保護(hù)動(dòng)作情況及設(shè)備檢查情況

發(fā)變組保護(hù)柜“失磁保護(hù)”信號(hào)發(fā)出；現(xiàn)場(chǎng)對(duì)備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行檢查未發(fā)現(xiàn)異常，通過試驗(yàn)檢查備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出波形正常；對(duì)勵(lì)磁機(jī)滑環(huán)、發(fā)電機(jī)整流柜和發(fā)電機(jī)滑環(huán)進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

2.3故障錄波情況

09：23：00，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓開始降低，高廠變低壓側(cè)電壓、6 kV母線電壓、400 V母線電壓、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓開始下降；09：23：07，發(fā)電機(jī)出口開關(guān)跳閘。跳閘前發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓由10.3 kV降至9.3 kV，400 V母線電壓由370 V降至350 V，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓由161 V降至141 V。

3原因分析

3.1發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動(dòng)作原因

早峰時(shí)段，電網(wǎng)潮流波動(dòng)較大，無功需求量增加，此時(shí)#1機(jī)備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是手動(dòng)開環(huán)調(diào)節(jié)方式，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降低時(shí)，備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電源電壓隨之降低，勵(lì)磁電流變小，無功減小，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)進(jìn)入進(jìn)相運(yùn)行狀態(tài)，最終觸發(fā)“失磁保護(hù)”保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘。

3.2勵(lì)磁調(diào)節(jié)器1號(hào)通道故障原因

進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)器空載特性試驗(yàn)，試驗(yàn)人員在1號(hào)通道上電時(shí)發(fā)現(xiàn)其不能工作。檢查發(fā)現(xiàn)為主控板上電時(shí)發(fā)生元件擊穿，主控板、信號(hào)處理板損壞，導(dǎo)致勵(lì)磁調(diào)節(jié)器1號(hào)通道故障。

3.3勵(lì)磁調(diào)節(jié)器2號(hào)通道故障原因

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器1號(hào)通道發(fā)生故障后，試驗(yàn)人員將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器設(shè)定為2號(hào)通道單通道運(yùn)行方式時(shí)，沒有對(duì)2號(hào)通道風(fēng)扇運(yùn)行方式進(jìn)行設(shè)定，而該系統(tǒng)默認(rèn)優(yōu)選1號(hào)通道風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致2號(hào)通道單通道運(yùn)行時(shí)頂部風(fēng)扇沒有投入運(yùn)行，40 min后2號(hào)通道超溫退出，自動(dòng)切換為備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行。

4處理情況

(1) 對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器1號(hào)通道損壞的主控板、信號(hào)處理板進(jìn)行整體更換，并進(jìn)行相關(guān)調(diào)試、試驗(yàn)。

(2) 勵(lì)磁通道切換試驗(yàn)正常，將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通道切至1號(hào)通道運(yùn)行，機(jī)組啟動(dòng)后未發(fā)現(xiàn)任何異常。

5暴露的主要問題

(1) 試驗(yàn)人員將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器強(qiáng)制設(shè)定為2號(hào)單通道運(yùn)行方式時(shí)，沒有對(duì)2號(hào)通道風(fēng)扇運(yùn)行方式進(jìn)行相應(yīng)設(shè)定，導(dǎo)致2號(hào)通道運(yùn)行中超溫退出。

(2) 運(yùn)行人員處理該類型突發(fā)事件經(jīng)驗(yàn)不足，當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、無功負(fù)荷下降時(shí)，未能及時(shí)調(diào)整勵(lì)磁參數(shù)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)進(jìn)入進(jìn)相運(yùn)行，最終造成失磁保護(hù)動(dòng)作。

(3) 對(duì)于發(fā)電機(jī)在手動(dòng)備用勵(lì)磁方式下運(yùn)行的危險(xiǎn)點(diǎn)分析不到位，沒有做好相應(yīng)的防范措施。

(4) 在機(jī)組并列前，未及時(shí)對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器1號(hào)通道出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理，導(dǎo)致機(jī)組帶病運(yùn)行。

6防范措施

(1) 對(duì)于機(jī)組啟動(dòng)過程中出現(xiàn)的缺陷，要嚴(yán)格執(zhí)行逐級(jí)匯報(bào)制度。

(2) 機(jī)組啟動(dòng)過程中出現(xiàn)的缺陷未處理好的，嚴(yán)禁帶至運(yùn)行機(jī)組中去。

(3) 定期執(zhí)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的通道切換試驗(yàn)，切換時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行操作票制度，并做好相關(guān)的切換記錄。

(4) 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，嚴(yán)禁退出勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)方式。

(5) 加強(qiáng)檢修、運(yùn)行人員業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)水平及應(yīng)急處理能力；如監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、無功負(fù)荷出現(xiàn)異常變化，應(yīng)及時(shí)調(diào)整相應(yīng)勵(lì)磁參數(shù)，防止造成保護(hù)動(dòng)作。

(6) 對(duì)于重大操作、試驗(yàn)和非正常運(yùn)行方式，要及時(shí)制定完善的試驗(yàn)方案和技術(shù)措施，進(jìn)行危險(xiǎn)點(diǎn)分析并制定相應(yīng)防范措施，同時(shí)跟蹤做好監(jiān)督落實(shí)。

(7) 制定勵(lì)磁調(diào)節(jié)器強(qiáng)制單通道運(yùn)行模式下的典型安全技術(shù)措施，將通道風(fēng)扇調(diào)整相應(yīng)寫入措施內(nèi)并嚴(yán)格執(zhí)行。

7結(jié)語

通過對(duì)發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動(dòng)作跳閘的原因進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的防范措施，有效地解決了因勵(lì)磁系統(tǒng)通道故障導(dǎo)致機(jī)組跳閘的問題，確保了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)為其他電廠處理同類問題提供了技術(shù)支持。

[參考文獻(xiàn)]

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