一起發(fā)電機失磁保護動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：主要對某電廠因發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障導致機組跳閘事件的原因進行分析，并據(jù)此制定相應的防范措施，為確保發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了技術支持。

關鍵詞：超溫；失磁；保護跳閘；防范措施

收稿日期:2015-04-21

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

0引言

某電廠2×300 MW亞臨界機組配置ABB公司提供的UNITROL-F系列雙自動微機勵磁調節(jié)器裝置，型號為AFT-O/C7P3-D300。該裝置由兩個獨立的勵磁模塊組成，每個勵磁模塊主要由主控板CON-2、電源板POW-1、功率接口板UNS2861C、信號處理板、電源模塊、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、功率橋組成。勵磁調節(jié)器每個通道內置自動和手動兩種工作模式，手動模式自動跟蹤自動模式；自動模式用來調節(jié)發(fā)電機機端電壓恒定，手動模式用來維持勵磁電流恒定；手動模式是自動模式的備用運行模式，主要用于設備調試、維護或故障；當在線通道故障時，由控制邏輯執(zhí)行通道切換過程，投入備用通道運行，當備用通道再故障時，由控制邏輯執(zhí)行運行模式切換過程，投入備用通道的手動模式。

1事件經(jīng)過

2013年10月24日09：22：00，#1機組有功負荷281 MW，無功負荷103 Mvar，定子電壓20.18 kV，勵磁電壓161 V，備勵輸出電流178 A。09：23：00，運行監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)#1機組無功負荷由98 Mvar迅速下降至50 Mvar，立即點擊備勵增磁按鈕，但無功負荷繼續(xù)下降。09：23：07，#1機組出口開關、FMK、整流柜QFⅠ/QFⅡ/QFⅢ、備勵QF開關跳閘，#1號發(fā)變組跳閘。

2現(xiàn)場檢查情況

2.1#1機組跳閘前勵磁方式

2013年10月24日#1機組大修后機組啟動，24日03：10汽輪機轉速升到3 000 r/min后，在進行勵磁調節(jié)器空載特性試驗時，勵磁調節(jié)器2號通道試驗正常，在進行1號通道試驗過程中出現(xiàn)異常。電氣維護人員將勵磁調節(jié)器設定為2號通道單通道運行，備用勵磁調節(jié)器投入備用。06：00，#1機組并網(wǎng)帶負荷至60 MW；06：33，勵磁調節(jié)器2號通道溫度高報警退出，自動切換為備用勵磁調節(jié)器運行，至10月24日09：23機組跳閘前，一直為備用勵磁調節(jié)器運行。

2.2保護動作情況及設備檢查情況

發(fā)變組保護柜“失磁保護”信號發(fā)出；現(xiàn)場對備用勵磁調節(jié)器進行檢查未發(fā)現(xiàn)異常，通過試驗檢查備用勵磁調節(jié)器輸出波形正常；對勵磁機滑環(huán)、發(fā)電機整流柜和發(fā)電機滑環(huán)進行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

2.3故障錄波情況

09：23：00，發(fā)電機機端電壓開始降低，高廠變低壓側電壓、6 kV母線電壓、400 V母線電壓、發(fā)電機轉子電壓開始下降；09：23：07，發(fā)電機出口開關跳閘。跳閘前發(fā)電機機端電壓由10.3 kV降至9.3 kV，400 V母線電壓由370 V降至350 V，發(fā)電機轉子電壓由161 V降至141 V。

3原因分析

3.1發(fā)電機失磁保護動作原因

早峰時段，電網(wǎng)潮流波動較大，無功需求量增加，此時#1機備用勵磁調節(jié)器是手動開環(huán)調節(jié)方式，當發(fā)電機電壓降低時，備用勵磁調節(jié)器電源電壓隨之降低，勵磁電流變小，無功減小，導致發(fā)電機進入進相運行狀態(tài)，最終觸發(fā)“失磁保護”保護動作，機組跳閘。

3.2勵磁調節(jié)器1號通道故障原因

進行勵磁調節(jié)器空載特性試驗，試驗人員在1號通道上電時發(fā)現(xiàn)其不能工作。檢查發(fā)現(xiàn)為主控板上電時發(fā)生元件擊穿，主控板、信號處理板損壞，導致勵磁調節(jié)器1號通道故障。

3.3勵磁調節(jié)器2號通道故障原因

勵磁調節(jié)器1號通道發(fā)生故障后，試驗人員將勵磁調節(jié)器設定為2號通道單通道運行方式時，沒有對2號通道風扇運行方式進行設定，而該系統(tǒng)默認優(yōu)選1號通道風扇運轉，導致2號通道單通道運行時頂部風扇沒有投入運行，40 min后2號通道超溫退出，自動切換為備用勵磁調節(jié)器運行。

4處理情況

(1) 對勵磁調節(jié)器1號通道損壞的主控板、信號處理板進行整體更換，并進行相關調試、試驗。

(2) 勵磁通道切換試驗正常，將勵磁調節(jié)器通道切至1號通道運行，機組啟動后未發(fā)現(xiàn)任何異常。

5暴露的主要問題

(1) 試驗人員將勵磁調節(jié)器強制設定為2號單通道運行方式時，沒有對2號通道風扇運行方式進行相應設定，導致2號通道運行中超溫退出。

(2) 運行人員處理該類型突發(fā)事件經(jīng)驗不足，當發(fā)電機機端電壓、無功負荷下降時，未能及時調整勵磁參數(shù)，導致發(fā)電機進入進相運行，最終造成失磁保護動作。

(3) 對于發(fā)電機在手動備用勵磁方式下運行的危險點分析不到位，沒有做好相應的防范措施。

(4) 在機組并列前，未及時對勵磁調節(jié)器1號通道出現(xiàn)的問題進行處理，導致機組帶病運行。

6防范措施

(1) 對于機組啟動過程中出現(xiàn)的缺陷，要嚴格執(zhí)行逐級匯報制度。

(2) 機組啟動過程中出現(xiàn)的缺陷未處理好的，嚴禁帶至運行機組中去。

(3) 定期執(zhí)行勵磁調節(jié)器的通道切換試驗，切換時嚴格執(zhí)行操作票制度，并做好相關的切換記錄。

(4) 機組正常運行時，嚴禁退出勵磁調節(jié)器自動方式。

(5) 加強檢修、運行人員業(yè)務技能培訓，提高業(yè)務水平及應急處理能力；如監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)發(fā)電機機端電壓、無功負荷出現(xiàn)異常變化，應及時調整相應勵磁參數(shù)，防止造成保護動作。

(6) 對于重大操作、試驗和非正常運行方式，要及時制定完善的試驗方案和技術措施，進行危險點分析并制定相應防范措施，同時跟蹤做好監(jiān)督落實。

(7) 制定勵磁調節(jié)器強制單通道運行模式下的典型安全技術措施，將通道風扇調整相應寫入措施內并嚴格執(zhí)行。

7結語

通過對發(fā)電機失磁保護動作跳閘的原因進行分析，制定相應的防范措施，有效地解決了因勵磁系統(tǒng)通道故障導致機組跳閘的問題，確保了機組的安全穩(wěn)定運行，同時為其他電廠處理同類問題提供了技術支持。

[參考文獻]

[1]朱曉瑾.ABB UNITROL-F勵磁調節(jié)器在汽輪發(fā)電機組中的應用[C]//資源節(jié)約 環(huán)境友好型電力技術論壇論文集，2008.

[2]ABB公司.UNITROL-F勵磁系統(tǒng)使用說明書[Z]，2005.