高天云

(國網(wǎng)上海市電力公司電力科學研究院，上海 200437)

上海地區(qū)2014年度發(fā)電機組跳閘原因分析

高天云

(國網(wǎng)上海市電力公司電力科學研究院，上海 200437)

從跳閘機組容量、機組跳閘原因、跳閘機組所屬系統(tǒng)等3方面，匯總了2014年度上海地區(qū)并網(wǎng)電廠發(fā)電機組跳閘的情況；分析了發(fā)電機組跳閘次數(shù)同比往年有所下降的原因；最后，根據(jù)跳閘原因提出了進一步降低發(fā)電機組跳閘事故的措施及建議，以提高發(fā)電機組的運行可靠性。

發(fā)電機組；跳閘；原因分析

1 概況

2014年，上海地區(qū)并網(wǎng)電廠共發(fā)生27次機組跳閘，與2013年的53次相比減少了26次，同比下降49.1%。其中，1000MW機組跳閘5次，600MW機組跳閘3次，300MW機組跳閘13次，燃氣輪機跳閘1次，100MW機組跳閘5次。

上海電網(wǎng)作為特大型城市電網(wǎng)，具有負荷密度高、可靠性要求高的特點。由于該地區(qū)電源點有限，更加突出了上海電網(wǎng)是大受端的特點，近年來的外來電量高達上?？傆秒娏康?/3。

為確保上海電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，上海電力系統(tǒng)做了大量的設備升級改造和系統(tǒng)整合完善工作，使上海電網(wǎng)具備了堅強電網(wǎng)的構(gòu)架。根據(jù)2014年發(fā)生的幾次百萬機組跳閘后收集到的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)分析表明，大容量機組跳閘后不同程度地引起了電網(wǎng)頻率的下跌和線路潮流的轉(zhuǎn)移，但并未對上海電網(wǎng)頻率的合格率造成影響；雖然造成了個別分區(qū)線路潮流超限，但在調(diào)控中心采取緊急措施后，很快降低了線路潮流，消除了線路潮流超限隱患。由此可見，上海電網(wǎng)具有較強的抗大機組跳閘或其他不可預測因素影響的能力。

2 機組跳閘次數(shù)統(tǒng)計分析

2.1 按機組容量統(tǒng)計

按機組容量分類的機組跳閘分布如圖1所示。由圖1可知，300MW機組跳閘13次，居2014年度發(fā)電機組跳閘次數(shù)排名第1位。

圖1 按機組容量統(tǒng)計跳閘分布

2.2 按機組跳閘原因統(tǒng)計

2013年和2014年發(fā)電機組跳閘原因分類如表1所示。

表1 發(fā)電機組跳閘原因分類 次

由表1可知，在2014年發(fā)電機組跳閘原因中，排第1位的是電氣原因，共11次；排第2位的是機務原因，共8次。詳細原因分析如下。

2.2.1 電氣原因

由表1可知，電氣原因?qū)е掳l(fā)電機組跳閘11次，其原因分類如表2所示。引起發(fā)電機組跳閘的電氣原因有廠用電異常、勵磁系統(tǒng)故障、外系統(tǒng)電氣設備故障導致自備電廠機組跳閘以及低電壓穿越引起變頻器工作異常等。特別是低電壓穿越導致變頻器跳閘并造成機組跳閘現(xiàn)象為近年來暴露出來的新問題，需要引起各電廠的高度重視。上海市電力公司電力科學研究院也準備進一步深入開展這方面的研究工作，分析低電壓穿越機理，制定防范措施，遏制低電壓穿越現(xiàn)象發(fā)生，提高變頻器運行的可靠性，確保機組安全運行。

將異形刀片加工成形，安裝到實際割草車上開展試驗研究，驗證其割草效果。雖刀片扭矩有一定下降，但刀口的切割速度依然很高，實際割草效果仍能達到要求。經(jīng)試驗測試結(jié)果表明，優(yōu)化后刀片上的扭矩減小了18%左右，與仿真計算的誤差小于5%，證明仿真結(jié)果有效。另外刀片功率減小了216 W，節(jié)能約8.5%，達到了滿意的節(jié)能效果。圖15(a)是試驗用割草車,圖15(b)是優(yōu)化后的異形刀片。

表2 機組跳閘電氣原因分類 次

2.2.2 機務原因

由表1可知，機務原因?qū)е掳l(fā)電機組跳閘8次，其原因分類如表3所示。據(jù)2014年機組跳閘原因分析，主要是機械卡澀和螺栓斷裂等；若能加強維護及提高檢修質(zhì)量，則可以預防機組跳閘事故發(fā)生。

表3 機組跳閘機務原因分類 次

2.2.3 熱控原因

由表1可知，熱控原因?qū)е掳l(fā)電機組跳閘2次，這2次熱控設備故障分別為給泵轉(zhuǎn)速控制卡件故障和PLC卡件故障。因此，開展重要卡件的壽命管理，在壽命到期前及時更換，對提高熱控安全可靠性具有重要意義。另外，要重視對早期投產(chǎn)的熱工控制系統(tǒng)的更新改造，嚴防控制卡件“帶病”工作，影響機組安全運行。

2.2.4 運行原因

由表1可知，運行原因?qū)е掳l(fā)電機組跳閘5次，主要涉及到機組啟動、加減負荷以及遇到過程參數(shù)劇烈擾動時，運行人員處理不力，應對辦法不多或者束手無策，最終導致參數(shù)失控，機組跳閘。

2.2.5 人為原因

由表1可知，人為原因?qū)е掳l(fā)電機組跳閘1次，與2013年的5次相比有了明顯下降，主要得益于各并網(wǎng)電廠加強了對外包維護人員、外包單位資質(zhì)等的嚴格把關和安全意識、技能教育。

2.3 按機組所屬系統(tǒng)統(tǒng)計

按機組所屬不同系統(tǒng)跳閘分布如圖2所示。圖中的“其他”是指石化、冶金等系統(tǒng)的自備電廠。

圖2 各集團公司機組跳閘分布

2.4 跳閘次數(shù)下降原因分析

2014年上海地區(qū)發(fā)電機組跳閘次數(shù)與2013年同期相比有一定下降，分析原因如下。

(1) 根據(jù)年度機組跳閘情況分析，大部分電廠均能認真對待每一次跳閘情況，并及時分析和上報。各廠認真做好設備維護檢修，加強燃煤配煤管理，從源頭上減少了機組跳閘的隱患；3年來完成了300多項熱控單點保護優(yōu)化治理，有效遏制了因熱控單點保護引起的熱控誤動事故的發(fā)生；做好設備缺陷、故障的統(tǒng)計分析，尋找規(guī)律，舉一反三地采取防范措施，及時、有效地將不安全現(xiàn)象抑制在萌芽狀態(tài)；各并網(wǎng)電廠加強外包隊伍、人員資質(zhì)的把控和安全意識教育，有效防止了誤碰、誤操作等事故的發(fā)生。

(2) 上海市電力公司電力科學研究院加大技術監(jiān)督力度，參與了機組大修計劃及方案的討論，確定了重點跟蹤項目；參與了機組修后重要試驗項目的現(xiàn)場監(jiān)督見證，把控現(xiàn)場試驗中可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，確保試驗可靠有效；督促電廠監(jiān)督人員加強巡回檢查，及時處理設備隱患，確保機組安全運行；加強了閉環(huán)跟蹤和現(xiàn)場監(jiān)督見證工作，通報典型事故案例，嚴防重復性事件發(fā)生，取得了較好的效果。

3 進一步降低機組跳閘事故的建議

(1) 高度重視脫硫系統(tǒng)取消旁路擋板后引起的機組跳閘并采取必要措施。2014年共發(fā)生4次因脫硫系統(tǒng)取消旁路擋板后引起的機組跳閘事件，其中涉及到控制電源和動力電源的設計、選型、產(chǎn)品質(zhì)量及本體設備質(zhì)量。因此，必須高度重視脫硫系統(tǒng)取消旁路擋板改造中，一次電源和二次控制電源系統(tǒng)的合理配置，系統(tǒng)控制邏輯的優(yōu)化以及本體設備的質(zhì)量保證，提高增壓風機運行的安全可靠性，確保脫硫系統(tǒng)旁路擋板取消后發(fā)電機組運行安全。

(2) 遏制自備電廠機組和用電企業(yè)電氣故障引起的機組跳閘次數(shù)上升。2014年因電氣因素導致機組跳閘的次數(shù)有所上升，其中一個重要原因是其他電廠(如石化、冶金系統(tǒng)的自備電廠)電氣設備老化、維護改造滯后，以及軋鋼廠、煉油廠的電氣設備故障及低電壓穿越連帶引起電廠機組跳閘。因此，要加強對其他電廠的技術監(jiān)督力度，嚴格把關，遏制機組跳閘事件的頻繁發(fā)生。

(3) 分析研究低電壓穿越引起機組跳閘的機理，探討低電壓穿越對電氣設備、控制邏輯的影響，在此基礎上制定切實有效的防范措施，提高電氣設備、控制邏輯等的抗低電壓穿越的能力，確保機組安全可靠運行。

(4) 加強運行人員的技術培訓，提高運行人員正確操作和應對突發(fā)事件的能力。運行人員的正確判斷和及時有效的操作處置，對抑制異常工況具有十分重要的作用。如果運行人員在機組異常工況情況下能進行正確有效處理，則完全可以避免部分機組跳閘事件的發(fā)生。

2015-06-02。

高天云(1955-)，男，高級工程師，主要從事發(fā)電機組熱工自動控制以及熱工技術監(jiān)督工作，email：tygao@139.com。