馬學(xué)春，張 科

(寧夏電投西夏熱電有限公司，寧夏 銀川 750021)

一起廠用電切換導(dǎo)致發(fā)變組解列事故分析

馬學(xué)春，張 科

(寧夏電投西夏熱電有限公司，寧夏 銀川 750021)

介紹了一起快切裝置采用“串聯(lián)”方式切換廠用電時引起鍋爐滅火導(dǎo)致發(fā)變組解列的事故，調(diào)查了引起事故的原因，指出了在思想、技術(shù)、管理等方面存在的問題，并分析了廠用電快切裝置“串聯(lián)”與“并聯(lián)”方式的優(yōu)缺點，提出了正確選擇快切裝置的切換方式。

廠用電；快切裝置；并聯(lián)半自動；差動保護(hù)

1 事故經(jīng)過

2013-10-12，某電廠1號機(jī)組檢修結(jié)束后，啟動機(jī)組并網(wǎng)后進(jìn)行廠用電切換。20:14，機(jī)組負(fù)荷約為80 WM，1號爐單側(cè)B引風(fēng)機(jī)運(yùn)行(電源在6 kVⅠB段)，1號爐A引風(fēng)機(jī)檢修，啟動快切裝置切換1號機(jī)6 kV廠用電，6 kVⅠA段切換成功。20:17，啟動快切裝置切換6 kVⅠB段廠用電，6 kVⅠB段備用電源進(jìn)線6127B開關(guān)分閘，工作電源進(jìn)線6102B開關(guān)合閘。但此時6 kVⅠB段失電，同時1號爐B引風(fēng)機(jī)跳閘，1號爐MFT(主燃料跳閘)動作，DCS(分布式控制系統(tǒng))無引風(fēng)機(jī)首出信息。因此，全面查找事故原因，發(fā)現(xiàn)6 kV廠用室1號爐B引風(fēng)機(jī)開關(guān)柜測控裝置發(fā)出“差動保護(hù)”動作報警。

機(jī)組啟動時，因主汽溫度下降較快，1號機(jī)組無法維持主汽溫度而打閘停機(jī)，電氣值班人員立即將6 kV廠用電源切至1號啟備變接帶，在DCS合上6 kVⅠA段備用電源進(jìn)線6133A開關(guān)、斷開工作電源進(jìn)線6102A開關(guān)，在DCS合上6 kVⅠB段備用電源進(jìn)線6127B開關(guān)，1號發(fā)變組解列。

20:24，1號爐重新吹掃點火；22:19，沖轉(zhuǎn)；22:23，1號發(fā)變組并網(wǎng)；23:50，1號機(jī)6 kV廠用電快切裝置采用并聯(lián)方式切至1號廠高變工作電源運(yùn)行方式。

1號機(jī)6 kV廠用電接線如圖1所示。

圖1 1號機(jī)6 kV廠用電接線示意

2 事故調(diào)查

(1) 檢查發(fā)現(xiàn)6 kVⅠB段失電是由運(yùn)行人員誤分工作電源進(jìn)線6102B開關(guān)造成的。

(2) 檢查6 kVⅠA、ⅠB段快切裝置動作情況，從其動作時序報告分析得知：6 kVⅠA、ⅠB段快切裝置均采用串聯(lián)方式切換，與規(guī)程規(guī)定“快切裝置正常切換應(yīng)采用并聯(lián)方式”不一致。

(3) 在啟動快切裝置切換廠用電時，1號爐B引風(fēng)機(jī)開關(guān)柜測控裝置“差動保護(hù)”動作，造成1號爐B引風(fēng)機(jī)跳閘，1號爐MFT動作。

(4) 事故發(fā)生后，向調(diào)度申請1號機(jī)組解列，并告知鍋爐滅火原因后，機(jī)組重新啟動并網(wǎng)。

3 事故原因

3.1 1號機(jī)6 kVⅠB段失電原因分析

3.1.1 直接原因

1號機(jī)6 kVⅠB段由啟備變切換至1號廠高變接帶時，已將6 kVⅠB段由啟備變切換至1號廠高變(串聯(lián)方式)，運(yùn)行操作人員仍按快切并聯(lián)方式操作，在斷開6 kVⅠB段備用電源進(jìn)線6127B開關(guān)時，誤斷開6 kVⅠB段工作電源進(jìn)線6102B開關(guān)，導(dǎo)致6 kVⅠB段失電。

3.1.2 間接原因

(1) 管理原因。首先，未嚴(yán)格執(zhí)行操作票規(guī)定，未履行好操作票中相關(guān)人員的職責(zé)，未落實本次操作票中危險點預(yù)控措施，最終導(dǎo)致事故的發(fā)生。其次，管理人員監(jiān)督不到位，未及時發(fā)現(xiàn)不嚴(yán)格執(zhí)行操作票的情況，而把注意力放在合環(huán)操作上；當(dāng)合環(huán)成功后，未注意解環(huán)操作而誤斷開關(guān)。

(2) 運(yùn)行操作人員技術(shù)原因。對6 kV廠用電快切裝置“串聯(lián)”和“并聯(lián)”方式認(rèn)識不夠清楚，操作前也換方式。在6 kVⅠA段切換操作時，未斷開備用電源進(jìn)線開關(guān)，且在6 kVⅠA段廠用電源切換操作已完成，因此在6 kVⅠA段未失電。在6 kVⅠB段切換操作時，啟動快切裝置后，在6 kVⅠB段由備用電源切至工作電源，此時B引風(fēng)差動機(jī)保護(hù)動作發(fā)生鍋爐滅火事故，在快切裝置未“復(fù)位”情況下，運(yùn)行人員繼續(xù)進(jìn)行操作，誤將6 kVⅠB段工作電源進(jìn)線開關(guān)斷開，備用電源進(jìn)線開關(guān)在廠用快切裝置“閉鎖”條件下未能合閘，導(dǎo)致6 kVⅠB段失電。

3.2 快切裝置運(yùn)行方式切換原因分析

6 kV廠用電快切裝置“1”，即為“并聯(lián)”；6 kV廠用電快切裝置“0”，即為“串聯(lián)”。機(jī)組檢修期間，1號機(jī)DCS重新下裝，所有開關(guān)置“0”，使6 kV廠用段快切裝置由并聯(lián)切換為串聯(lián)方式。

3.3 1號爐滅火原因分析

投入6 kVⅠB段快切裝置運(yùn)行并啟動。

20:17:39，1號爐B引風(fēng)機(jī)“差動保護(hù)”動作，1號爐滅火。

20:17:42，6 kVⅠB段工作電源進(jìn)線6102B開關(guān)合閘、 6127B開關(guān)分閘。

20:17:58，誤分6 kVⅠB段工作電源進(jìn)線6102B開關(guān)，導(dǎo)致6 kVⅠB段失電。

根據(jù)事故后1號爐B引風(fēng)機(jī)“差動保護(hù)”動作、1號爐滅火和誤斷6 kVⅠB段工作電源進(jìn)線6102B開關(guān)導(dǎo)致6 kVⅠB段失電的情況，從動作曲線分析可知：1號爐B引風(fēng)機(jī)“差動保護(hù)”動作，1號爐滅火，誤分6 kVⅠB段工作電源進(jìn)線6102B開關(guān)導(dǎo)致6 kVⅠB段失電。這說明快切裝置采用“串聯(lián)”方式時，在切換廠用電過程中有短暫失電現(xiàn)象。6 kV廠用母線電壓恢復(fù)后，1號爐B引風(fēng)機(jī)自啟動，當(dāng)時B引風(fēng)機(jī)液偶轉(zhuǎn)速指令較高(57 %)，所以B引風(fēng)機(jī)自啟動過程中啟動電流很大，而其差動保護(hù)裝置未能承受啟動電流的沖擊，發(fā)生了誤動作，致使1號爐滅火。

3.4 差動保護(hù)未動作原因分析

6 kVⅠA段快切裝置動作過程切換采用“串聯(lián)”方式，必然導(dǎo)致6 kVⅠA段在切換廠用電過程中短暫失電。母線電壓恢復(fù)后，1號機(jī)A給水泵自啟動，此時1號機(jī)組所帶有功負(fù)荷低，給水流量小，A給水泵液偶轉(zhuǎn)速指令也較低(34 %)，因此自啟動電流也小，未造成1號機(jī)A給水泵6 kV開關(guān)柜測控裝置中的“差動保護(hù)”動作而跳閘，否則會造成汽包干鍋事故(B給水泵處于檢修狀態(tài))。

4 暴露問題

4.1 思想方面

從2008年建廠以來，該廠在操作方面未發(fā)生過問題，且有標(biāo)準(zhǔn)操作票，導(dǎo)致運(yùn)行人員思想狀態(tài)進(jìn)入“疲勞期”。本次事故給運(yùn)行人員敲響了警鐘，任何麻痹大意都有可能造成不可估量的損失。

4.2 技術(shù)方面

操作人員對6 kV廠用電快切裝置的工作原理、各單元功能都不大清楚，尤其是一、二次之間的配合問題。若配合不正確，就會發(fā)生事故，此隱患未引起操作人員的重視。

4.3 操作票方面

目前，電氣操作票上未確認(rèn)快切裝置在“串聯(lián)”方式還是在“并聯(lián)”方式下的操作項目。同時，操作票執(zhí)行不嚴(yán)格，執(zhí)行不到位，監(jiān)督不到位。

4.4 經(jīng)驗反饋方面

事故發(fā)生后，當(dāng)班運(yùn)行人員承認(rèn)曾發(fā)生過6 kV廠用快切裝置在“串聯(lián)”方式下切換故障的情況，只是未造成事故。運(yùn)行人員對設(shè)備操作抱有僥幸心理，致使管理者沒有及時查找原因，采取補(bǔ)救措施，最終導(dǎo)致本次事故的發(fā)生。

5 防范措施

(1) 加強(qiáng)“兩票”管理，做到執(zhí)行到位、監(jiān)督到位，把“兩票”制度的籬笆扎牢、扎密。

(2) 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高培訓(xùn)的針對性和實用性，使運(yùn)行人員熟練掌握設(shè)備操作和使用技能。

(3) 完善操作票，在電氣操作票上確認(rèn)快切裝置在“串聯(lián)”或“并聯(lián)”方式下的操作項目，同時修改規(guī)程，做到查缺補(bǔ)漏。

(4) 要求職工工作中關(guān)注細(xì)節(jié)，養(yǎng)成認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作習(xí)慣。

(5) 交接班前后暫不進(jìn)行重大操作項目，待確認(rèn)熟悉設(shè)備狀態(tài)后再進(jìn)行監(jiān)護(hù)操作。本次事故發(fā)生在接班17 min后，接班人員還未完全進(jìn)入“角色”。

(6) 機(jī)組啟動初期，鍋爐盡量選擇雙送、引風(fēng)機(jī)啟動，以提高機(jī)組的安全性。

(7) 加強(qiáng)職工的職業(yè)道德教育，并建立健全事故差錯匯報制度，對主動匯報工作存在失誤的人員可減輕處罰或不處罰，避免真相被隱瞞。這有利于及時查清問題，真正做到防患于未然。

(8) 更新2臺機(jī)組的引風(fēng)機(jī)差動保護(hù)裝置。事故發(fā)生前，引風(fēng)機(jī)6 kV開關(guān)柜使用的MPS-4A型微機(jī)電動機(jī)保護(hù)測控裝置多次出現(xiàn)通信異常、黑屏等故障。事故生產(chǎn)后，將引風(fēng)機(jī)差動保護(hù)裝置更換為北京四方繼保自動化股份有限公司生產(chǎn)的CSC-237C數(shù)字式電動機(jī)綜合保護(hù)測控裝置，到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)異常且運(yùn)行穩(wěn)定。

6 快切裝置“串聯(lián)”與“并聯(lián)”的優(yōu)缺點

6.1 “串聯(lián)”方式

優(yōu)點：切換時采用先“斷”后“合”方式，避免非同期合閘，不存在變壓器的“環(huán)并”，不存在環(huán)路電流，避免因環(huán)流過大引起廠用分支過流保護(hù)動作。

缺點：6 kV母線在切換過程中有短暫失電現(xiàn)象，當(dāng)切換完畢后母線上所有的電動機(jī)參與自啟動，當(dāng)機(jī)爐輔機(jī)所帶負(fù)載較重時，會造成啟動困難或失?。划?dāng)電動機(jī)啟動電流過大時，還可能造成B引風(fēng)機(jī)“差動保護(hù)”誤動作，造成鍋爐滅火事故的發(fā)生。

6.2 “并聯(lián)”方式

優(yōu)點：切換時采用先“合”后“斷”方式，6 kV母線在切換過程中不存在失電現(xiàn)象，不影響機(jī)、爐輔機(jī)運(yùn)行。

缺點：切換時采用先“合”后“斷”方式，切換過程中存在變壓器的“環(huán)并”，產(chǎn)生環(huán)路電流，因環(huán)流過大可能引起廠用分支過流保護(hù)動作。

6.3 并聯(lián)切換方式

并聯(lián)切換還分為“并聯(lián)自動”、“并聯(lián)半自動”2種方式。所謂“并聯(lián)自動”即手動起動，在快速切換條件滿足時，先合上備用(工作)開關(guān)，經(jīng)一定延時后跳開工作(備用)開關(guān)；若不滿足立即閉鎖，并應(yīng)手動復(fù)歸。所謂“并聯(lián)半自動”即手動起動，在快速切換條件滿足時，合上備用(工作)開關(guān)，而由人工操作跳開工作(備用)開關(guān)；若快切條件不滿足立即閉鎖，并應(yīng)手動復(fù)歸。

7 正確選擇快切裝置的切換方式

電廠中6 kV廠用電源切換是比較重要的操作，正確選擇快切裝置的切換方式是避免廠用電事故發(fā)生的基本條件之一。為此，使用快切裝置切換廠用電時，應(yīng)注意以下幾點。

(1) 根據(jù)對廠用電快切裝置“串聯(lián)”與“并聯(lián)”方式的優(yōu)缺點分析，使用快切裝置切換廠用電時，應(yīng)在機(jī)組低負(fù)荷穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，即在鍋爐三磨運(yùn)行燃燒穩(wěn)定情況下，以“并聯(lián)半自動”方式進(jìn)行切換。6 kV廠用段電源切換合環(huán)時存在著電壓差，電壓差越大，環(huán)流也越大。若6 kV廠用段高負(fù)荷電流與環(huán)流疊加，將導(dǎo)致6 kV廠用段分支過流保護(hù)動作，快切裝置將被“閉鎖”。在低負(fù)荷機(jī)組穩(wěn)定的情況下切換廠用電，則可避免此種情況，從而降低切換過程中的風(fēng)險，保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

近年來，該電廠廠用快切裝置均采用“并聯(lián)半自動”方式進(jìn)行切換，從未在切換過程中因開關(guān)合不上而造成母線失電故障，充分說明采用此方式在機(jī)組低負(fù)荷穩(wěn)定的情況下進(jìn)行切換是可靠、安全的。

(2) 發(fā)變組故障情況下保護(hù)動作切換廠用電，只能由工作電源切向備用電源。啟動保護(hù)，先跳開工作電源開關(guān)，在確認(rèn)工作電源確已斷開且滿足切換條件時，合上備用電源開關(guān)，在此情況下無需人員干預(yù)快切裝置。

(3) 發(fā)變組所在母線發(fā)生故障，因母差保護(hù)只跳開發(fā)變組開關(guān)，機(jī)組與系統(tǒng)解列，機(jī)組帶自身廠用電。此時如需要切換廠用電時，應(yīng)采用廠用快切裝置的“串聯(lián)”方式，或采用先斷工作電源開關(guān)再采取低電壓啟動廠用快切裝置方式，這樣可避免非同期并列。

(4) 6 kV母線、工作電源分支、備用電源分支電壓互感器需要停電時，應(yīng)將6 kV母線相應(yīng)段的快切裝置退出運(yùn)行，防止快切裝置誤動作。

(5) 機(jī)組檢修期間退出廠用快切裝置，斷開快切裝置的電源。

2014-08-17；

2014-10-09。

馬學(xué)春(1967-)，男，助理工程師，主要從事火電廠運(yùn)行管理工作，email：mxc_12356@163.com。

張 科(1981-)，男，工程師，主要從事火電廠集控運(yùn)行工作。