孫 偉

（湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443000）

水布埡電廠是清江干流三級(jí)梯級(jí)開發(fā)方案的最上一級(jí)工程。其地下廠房共安裝4臺(tái)單機(jī)460MW的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量1840MW，最大水頭203m，額定水頭170m，年利用小時(shí)數(shù)2450h，年平均發(fā)電量為39.85億KW.h。

1 事件經(jīng)過

1.1 事件發(fā)生前電廠的運(yùn)行方式

水布埡電廠主接線如圖1所示。事件發(fā)生前，電廠2，4號(hào)機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行，1，3號(hào)機(jī)組備用，總有功功率400MW。電廠廠用電是從大電網(wǎng)系統(tǒng)取電(2，3號(hào)機(jī)組開、停機(jī)則通過機(jī)端斷路器GCB并網(wǎng)或者解列，即圖1中的02、03開關(guān))，廠用電系統(tǒng)1012開關(guān)帶10kVⅠ，Ⅱ段母線，1013開關(guān)帶10kVⅢ，Ⅳ段母線。

電廠4號(hào)機(jī)組2008-08-26并網(wǎng)運(yùn)行，2009-03-29發(fā)生跳閘事件。這期間，4號(hào)機(jī)組共進(jìn)行了2次小修，時(shí)間分別是2008-11-25至2008-12-11和2009-03-11至2009-03-24。

1.2 事件經(jīng)過

2009-03-29，電廠員工巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)4號(hào)機(jī)組調(diào)速器A套齒盤測(cè)速頻率波動(dòng)較大(波動(dòng)范圍：49.82 H z～50.15H z）；匯報(bào)當(dāng)值值長(zhǎng)后，值長(zhǎng)命運(yùn)行人員將4號(hào)機(jī)調(diào)速器由A套切至B套。切換前，4號(hào)機(jī)組調(diào)速器A，B，C3套參數(shù)均正常。將調(diào)速器由A套切至B套的瞬間，4號(hào)機(jī)組導(dǎo)葉全關(guān)，甩負(fù)荷280MW；機(jī)組PP1逆功率二段保護(hù)SOE動(dòng)作，5004開關(guān)跳閘，4號(hào)機(jī)組解列并停機(jī)。

2 事件處理

2.1 事件原因查找

經(jīng)過檢查4號(hào)機(jī)組所屬設(shè)備發(fā)現(xiàn)，機(jī)組安裝時(shí)調(diào)速器比例伺服閥工作電源電纜過細(xì)(實(shí)際尺寸為0.75mm2，而設(shè)計(jì)安裝要求為2.5mm2)，因而電纜電阻較大，使電纜壓降高達(dá)3V，結(jié)果A，B套自動(dòng)比例伺服閥(該元件要求22V以上才能正常工作，具有自關(guān)閉功能)上的電源電壓只有19V，不能正常工作。因此，調(diào)速器A，B套間切換或C套切換至A，B套時(shí)比例伺服閥發(fā)生故障，閥芯處于故障位置，主、配壓閥的控制腔接通回油，接力器關(guān)閉。

2.2 采取的措施

(1) 將該機(jī)組的調(diào)速器電調(diào)盤輸送比例伺服閥的直流電源電壓調(diào)高至26V；

(2) 臨時(shí)將4根0.75mm2電纜并接，以加粗調(diào)速器電調(diào)盤至比例伺服閥的電源電纜，待該機(jī)組檢修時(shí)再將這4根電纜更換為2.5mm2電纜；

(3) 檢查其余3臺(tái)機(jī)組，確認(rèn)其調(diào)速器電調(diào)盤至比例伺服閥的電源電纜均為2.5mm2，保證自動(dòng)比例伺服閥的電源均滿足正常工作要求；

(4) 檢查處理4號(hào)機(jī)組調(diào)速器A套齒盤測(cè)速裝置，更換齒盤測(cè)頻模塊，恢復(fù)A套正常齒盤測(cè)速。

3 事件分析

水布埡電廠的調(diào)速系統(tǒng)電氣控制部分由調(diào)速器電氣控制柜和油壓裝置控制柜組成。調(diào)速器電氣控制柜包括3套冗余調(diào)節(jié)器：自動(dòng)通道A、自動(dòng)通道B和獨(dú)立電氣/手動(dòng)通道C，由微機(jī)PID調(diào)節(jié)，采用了獨(dú)立的雙微機(jī)調(diào)節(jié)器冗余控制結(jié)構(gòu)，具體如圖2所示。

當(dāng)切換閥位于“自動(dòng)”(接通電源)位置時(shí)，比例伺服閥A工作。自動(dòng)調(diào)節(jié)通道工作時(shí)，電氣/手動(dòng)裝置完全不影響自動(dòng)調(diào)節(jié)通道的工作，電氣/手動(dòng)控制器跟蹤導(dǎo)葉接力器實(shí)際開度，使其導(dǎo)葉開度給定值等于導(dǎo)葉開度實(shí)際值，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)通道和電氣/手動(dòng)通道的無擾動(dòng)切換。

當(dāng)微機(jī)調(diào)節(jié)器A或B之一故障時(shí)，可發(fā)出故障信號(hào)并自動(dòng)、無擾動(dòng)地切換到正常機(jī)工作，故障機(jī)可在線更換模塊、檢修；如果A,B套均不正常，還有C套通道可自動(dòng)切換用。本次故障中，由自動(dòng)通道A切換至自動(dòng)通道B時(shí)，正常時(shí)應(yīng)該是無擾動(dòng)切換；但因?yàn)榘惭b時(shí)沒采用規(guī)定規(guī)格的電纜，導(dǎo)致比例伺服閥工作電壓過低而發(fā)生誤動(dòng)作。

4 事件反思

(1) 在不增加硬件的條件下，電廠調(diào)速器系統(tǒng)采用通信和軟件構(gòu)成交叉控制結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力，3套調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)數(shù)據(jù)采用舉手表決方式進(jìn)行裁決。調(diào)節(jié)器A，B，C間通過MB+網(wǎng)，實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，使輸入A，B，C3套通道的外部信號(hào)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享且完全一致。在通訊正常且無故障輸出的情況下，3組輸入數(shù)據(jù)在PLC內(nèi)部采用舉手表決方式來裁定取用哪組數(shù)據(jù)。電廠機(jī)組頻率測(cè)量采用殘壓測(cè)頻和齒盤測(cè)頻結(jié)合的方式，以殘壓測(cè)頻為主，殘壓測(cè)頻故障時(shí)才通過舉手表決方式采用齒盤測(cè)頻數(shù)據(jù)。即，當(dāng)調(diào)速器A套齒盤測(cè)速頻率波動(dòng)較大時(shí)，參與調(diào)速器控制的只是A套的殘壓測(cè)頻，A套齒盤測(cè)頻根本未參與控制過程，因此調(diào)速器系統(tǒng)當(dāng)時(shí)沒有自動(dòng)從A套切換至B套。故障發(fā)生時(shí)，機(jī)組正常運(yùn)行，并非迫切需要切換通道，進(jìn)行切換決策的必要性值得商榷。

(2) 機(jī)組安裝后進(jìn)行接收時(shí)未對(duì)安裝質(zhì)量嚴(yán)格要求，使用了4根截面積不合格的電纜，造成了一次大機(jī)組跳閘停機(jī)事故，損失很大，其教訓(xùn)值得總結(jié)和吸取。

4號(hào)機(jī)組于2008-08-26并網(wǎng)試運(yùn)行。在湖北省電力實(shí)驗(yàn)研究院的調(diào)速器實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性要求為：“自動(dòng)至手動(dòng)”切換時(shí)引起的導(dǎo)葉接力器行程變化不超過全行程的±0.5%;調(diào)速器冗余系統(tǒng)切換時(shí)引起的導(dǎo)葉接力器行程變化不超過全行程的±0.3%。4號(hào)機(jī)組的測(cè)試結(jié)果均為“合格無擾動(dòng)”。

4號(hào)機(jī)組2008-11-25至2008-12-11的小修時(shí)，由電廠自動(dòng)班進(jìn)行的系統(tǒng)動(dòng)特性試驗(yàn)中，切換前后調(diào)速器無擾動(dòng)，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，動(dòng)作正確。

4號(hào)機(jī)組2009-03-11至2009-03-24的第2次小修中，由電廠自動(dòng)班進(jìn)行了調(diào)速器A，B，C3套間的切換試驗(yàn)，設(shè)備無異動(dòng)。

可見，截面積低于設(shè)計(jì)值的電纜的線阻是在長(zhǎng)期運(yùn)行中逐漸加大，并最終導(dǎo)致了這次停機(jī)事故。因此，在以后的工作中絲毫不得馬虎，要注意細(xì)節(jié)，檢修時(shí)要有步驟、有計(jì)劃地對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢查改造，這對(duì)于一個(gè)新電廠來說尤其重要。

(3) 加強(qiáng)人員培訓(xùn)，多和廠家溝通，提高電廠運(yùn)行維護(hù)人員對(duì)設(shè)備性能參數(shù)的掌握程度。同時(shí)，加強(qiáng)內(nèi)部交流，大力開展技術(shù)交底，努力營(yíng)造學(xué)習(xí)型電廠。