高天云

(國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437)

上海地區(qū)2014年度發(fā)電機(jī)組跳閘原因分析

高天云

(國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437)

從跳閘機(jī)組容量、機(jī)組跳閘原因、跳閘機(jī)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(jī)組跳閘的情況；分析了發(fā)電機(jī)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(jìn)一步降低發(fā)電機(jī)組跳閘事故的措施及建議，以提高發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行可靠性。

發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)組跳閘5次，600MW機(jī)組跳閘3次，300MW機(jī)組跳閘13次，燃?xì)廨啓C(jī)跳閘1次，100MW機(jī)組跳閘5次。

上海電網(wǎng)作為特大型城市電網(wǎng)，具有負(fù)荷密度高、可靠性要求高的特點(diǎn)。由于該地區(qū)電源點(diǎn)有限，更加突出了上海電網(wǎng)是大受端的特點(diǎn)，近年來的外來電量高達(dá)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(shè)備升級(jí)改造和系統(tǒng)整合完善工作，使上海電網(wǎng)具備了堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的構(gòu)架。根據(jù)2014年發(fā)生的幾次百萬機(jī)組跳閘后收集到的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析表明，大容量機(jī)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(duì)上海電網(wǎng)頻率的合格率造成影響；雖然造成了個(gè)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(qiáng)的抗大機(jī)組跳閘或其他不可預(yù)測(cè)因素影響的能力。

2 機(jī)組跳閘次數(shù)統(tǒng)計(jì)分析

2.1 按機(jī)組容量統(tǒng)計(jì)

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

圖1 按機(jī)組容量統(tǒng)計(jì)跳閘分布

2.2 按機(jī)組跳閘原因統(tǒng)計(jì)

2013年和2014年發(fā)電機(jī)組跳閘原因分類如表1所示。

表1 發(fā)電機(jī)組跳閘原因分類 次

由表1可知，在2014年發(fā)電機(jī)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(jī)務(wù)原因，共8次。詳細(xì)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(jī)組跳閘11次，其原因分類如表2所示。引起發(fā)電機(jī)組跳閘的電氣原因有廠用電異常、勵(lì)磁系統(tǒng)故障、外系統(tǒng)電氣設(shè)備故障導(dǎo)致自備電廠機(jī)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(dǎo)致變頻器跳閘并造成機(jī)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(xué)研究院也準(zhǔn)備進(jìn)一步深入開展這方面的研究工作，分析低電壓穿越機(jī)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(yùn)行的可靠性，確保機(jī)組安全運(yùn)行。

將異形刀片加工成形，安裝到實(shí)際割草車上開展試驗(yàn)研究，驗(yàn)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(shí)際割草效果仍能達(dá)到要求。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)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(jì)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(dá)到了滿意的節(jié)能效果。圖15(a)是試驗(yàn)用割草車,圖15(b)是優(yōu)化后的異形刀片。

表2 機(jī)組跳閘電氣原因分類 次

2.2.2 機(jī)務(wù)原因

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

表3 機(jī)組跳閘機(jī)務(wù)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(jī)組跳閘2次，這2次熱控設(shè)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(shí)更換，對(duì)提高熱控安全可靠性具有重要意義。另外，要重視對(duì)早期投產(chǎn)的熱工控制系統(tǒng)的更新改造，嚴(yán)防控制卡件“帶病”工作，影響機(jī)組安全運(yùn)行。

2.2.4 運(yùn)行原因

由表1可知，運(yùn)行原因?qū)е掳l(fā)電機(jī)組跳閘5次，主要涉及到機(jī)組啟動(dòng)、加減負(fù)荷以及遇到過程參數(shù)劇烈擾動(dòng)時(shí)，運(yùn)行人員處理不力，應(yīng)對(duì)辦法不多或者束手無策，最終導(dǎo)致參數(shù)失控，機(jī)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(jī)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(qiáng)了對(duì)外包維護(hù)人員、外包單位資質(zhì)等的嚴(yán)格把關(guān)和安全意識(shí)、技能教育。

2.3 按機(jī)組所屬系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)

按機(jī)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(tuán)公司機(jī)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(jī)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(jī)組跳閘情況分析，大部分電廠均能認(rèn)真對(duì)待每一次跳閘情況，并及時(shí)分析和上報(bào)。各廠認(rèn)真做好設(shè)備維護(hù)檢修，加強(qiáng)燃煤配煤管理，從源頭上減少了機(jī)組跳閘的隱患；3年來完成了300多項(xiàng)熱控單點(diǎn)保護(hù)優(yōu)化治理，有效遏制了因熱控單點(diǎn)保護(hù)引起的熱控誤動(dòng)事故的發(fā)生；做好設(shè)備缺陷、故障的統(tǒng)計(jì)分析，尋找規(guī)律，舉一反三地采取防范措施，及時(shí)、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(qiáng)外包隊(duì)伍、人員資質(zhì)的把控和安全意識(shí)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(xué)研究院加大技術(shù)監(jiān)督力度，參與了機(jī)組大修計(jì)劃及方案的討論，確定了重點(diǎn)跟蹤項(xiàng)目；參與了機(jī)組修后重要試驗(yàn)項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督見證，把控現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，確保試驗(yàn)可靠有效；督促電廠監(jiān)督人員加強(qiáng)巡回檢查，及時(shí)處理設(shè)備隱患，確保機(jī)組安全運(yùn)行；加強(qiáng)了閉環(huán)跟蹤和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督見證工作，通報(bào)典型事故案例，嚴(yán)防重復(fù)性事件發(fā)生，取得了較好的效果。

3 進(jìn)一步降低機(jī)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(jī)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(jī)組跳閘事件，其中涉及到控制電源和動(dòng)力電源的設(shè)計(jì)、選型、產(chǎn)品質(zhì)量及本體設(shè)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(shè)備的質(zhì)量保證，提高增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)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(jī)組運(yùn)行安全。

(2) 遏制自備電廠機(jī)組和用電企業(yè)電氣故障引起的機(jī)組跳閘次數(shù)上升。2014年因電氣因素導(dǎo)致機(jī)組跳閘的次數(shù)有所上升，其中一個(gè)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(shè)備老化、維護(hù)改造滯后，以及軋鋼廠、煉油廠的電氣設(shè)備故障及低電壓穿越連帶引起電廠機(jī)組跳閘。因此，要加強(qiáng)對(duì)其他電廠的技術(shù)監(jiān)督力度，嚴(yán)格把關(guān)，遏制機(jī)組跳閘事件的頻繁發(fā)生。

(3) 分析研究低電壓穿越引起機(jī)組跳閘的機(jī)理，探討低電壓穿越對(duì)電氣設(shè)備、控制邏輯的影響，在此基礎(chǔ)上制定切實(shí)有效的防范措施，提高電氣設(shè)備、控制邏輯等的抗低電壓穿越的能力，確保機(jī)組安全可靠運(yùn)行。

(4) 加強(qiáng)運(yùn)行人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高運(yùn)行人員正確操作和應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力。運(yùn)行人員的正確判斷和及時(shí)有效的操作處置，對(duì)抑制異常工況具有十分重要的作用。如果運(yùn)行人員在機(jī)組異常工況情況下能進(jìn)行正確有效處理，則完全可以避免部分機(jī)組跳閘事件的發(fā)生。

2015-06-02。

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