吉 楊，鄭 華，邱納新，贠宇婷

（1.華北電力大學(xué)，北京 102206；2.遼寧東方發(fā)電有限公司，遼寧 撫順 113007）

350 MW機組事故中廠用電失電原因分析

吉 楊1，鄭 華1，邱納新2，贠宇婷1

（1.華北電力大學(xué)，北京 102206；2.遼寧東方發(fā)電有限公司，遼寧 撫順 113007）

對某發(fā)電公司350 MW機組事故中機組6 kV廠用系統(tǒng)失電的原因進行分析，并提出預(yù)防措施，避免類似事故的發(fā)生，為同類型機組提供參考。

廠用電；失電；原因分析；預(yù)防措施

某發(fā)電公司在做“小機速關(guān)閥活動”定期試驗時，發(fā)生汽泵組跳閘，鍋爐保護動作，機組跳閘，廠用系統(tǒng)工作電源失電。隨后廠用電源快切后備失敗，機組交流不間斷電源系統(tǒng)（UPS）及保安段未能發(fā)揮備用供電功能，致使事故擴大，造成主機軸瓦和軸頸嚴重磨損。

本文對事故的各個環(huán)節(jié)進行分析，找出事故原因并總結(jié)經(jīng)驗，從技術(shù)和管理方面提出預(yù)防及改進措施，為避免再次出現(xiàn)類似事故提出建議。

1 主設(shè)備概況

機組鍋爐為HG－1165／17.45－YM1型亞臨界、一次再熱、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、燃煤汽包鍋爐。

汽輪機為N350－16.7／538／538型亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸、雙排汽、單軸、反動、凝汽式汽輪機。

發(fā)電機為QFSN－350－2型三相隱極式同步發(fā)電機，整體為全封閉氣密結(jié)構(gòu)，主要冷卻介質(zhì)為氫氣。

主變?yōu)镾FP10－430000／220型三相強迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器。

機組交流不間斷UPS型號為TTE－80K，容量80 kVA，于2014年11月5日完成技術(shù)改造，更換投運。

機組廠用系統(tǒng)為6 kV等級二段配置，保護裝置為2014年9月更換的南自公司PS690U系列保護測控裝置。

6 kV廠用電快切裝置為北京四方公司CSC821快切裝置，2012年更換。

機組2005年投產(chǎn)，距上次A級檢修時間為2年零1個月。

2 事故經(jīng)過

事故前，機組負荷253 MW，爐膛負壓－47 Pa，5臺磨煤機運行，A凝泵運行，小機運行，轉(zhuǎn)速4 930 r／min，主汽壓力15.7 MPa，主汽溫度540℃，再熱汽溫度524.3℃，各系統(tǒng)運行參數(shù)正常。

事故當天13時，機組進行“小機速關(guān)閥活動”定期試驗。操作人員點擊“試驗按鈕”，速關(guān)閥閥位由100%下降到83%后，瞬時閥位降至0，汽泵組跳閘，運行人員檢查小機轉(zhuǎn)速下降，汽泵出口門聯(lián)關(guān)，電動給水泵聯(lián)啟。隨后，機組RB3保護動作；鍋爐E磨煤機跳閘；檢查AB層1號角油槍開始投入；鍋爐D磨煤機跳閘；AB層3號角油槍開始投入；鍋爐C磨煤機跳閘，爐膛壓力快速降低至－2 000 Pa。鍋爐MFT中“爐膛壓力低”保護動作，機組跳閘，同時所有操作員站電腦黑屏，主控室及廠房照明電源消失。電氣值班人員到現(xiàn)場檢查機組保安段電壓正常376 V，柴油發(fā)電機聯(lián)啟。檢查6 kV廠用2A、2B段母線電壓為0，立即拉開6 kV廠用2A、2B段母線上所有負荷開關(guān)。汽機副值就地檢查發(fā)現(xiàn)主機交流油泵未聯(lián)啟，立即手動啟動主機直流油泵，就地檢查油泵運行指示燈正常，直流油泵出口油壓顯示0.25 MPa。檢查主機轉(zhuǎn)子靜止。在投主機盤車時發(fā)現(xiàn)主機盤車無法投入，機組無法恢復(fù)運行，經(jīng)報請電網(wǎng)同意，機組臨檢72 h。在搶修解體過程中發(fā)現(xiàn)主機2號、3號、4號軸瓦及軸頸磨損。

3 原因分析

a.汽動給水泵關(guān)閉

檢查小機四抽進汽管道附近電纜橋架時發(fā)現(xiàn)，該處部分電纜有受高溫熔化粘連現(xiàn)象，如圖1所示，且就近壓力表管處管路保溫存在部分缺失。進一步排查測試該處電纜時，發(fā)現(xiàn)小機試驗電磁閥電纜與小機跳閘電磁閥電纜之間絕緣不良。試驗電磁閥正常運行中處于失電狀態(tài)不動作，當點擊動試驗按鈕時，試驗電磁閥帶電，由于小機試驗電磁閥電纜與小機跳閘電磁閥電纜間絕緣不良，造成小機跳閘電磁閥帶電動作，小機跳閘。

圖1 電纜受高溫熔化粘連

b.爐膛壓力快速降低，造成MFT保護動作

從事故當時參數(shù)變化看，RB3動作后，上3層磨煤機相繼跳閘，爐膛熱負荷及溫度急劇下降，造成爐膛壓力快速降低，引風(fēng)機靜葉跟蹤速率滯后爐膛壓力變化速率，致使爐膛壓力快速達到保護動作值，引起MFT動作［1］。

c.機組跳閘后，6 kV廠用系統(tǒng)電源未及時切換

檢查事故狀態(tài)下快切裝置記錄，二段廠用電源切換備用未成功。進一步檢查快切裝置：核對、校驗快切裝置回路接線，無錯接、端子接觸不良等問題。對快切裝置進行不同狀態(tài)下模擬動作試驗：熱工保護壓板投退，電源開關(guān)保護裝置閉鎖信號線拆除，手動分合工作電源開關(guān)，快切裝置反饋正常。

6 kVⅡA、ⅡB段電源開關(guān)保護裝置不投直流時，保護閉鎖信號消除，當投入直流且操作開關(guān)時，保護閉鎖信號到達。

進一步檢查6 kVⅡA、ⅡB段電源開關(guān)保護裝置，不論開關(guān)保護動作或手動操作，保護閉鎖信號始終發(fā)出。2套快切裝置動作時始終有保護閉鎖信號到達。

調(diào)取快切裝置后臺動作錄波報告，如圖2所示，顯示6 kVⅡA、ⅡB段保護閉鎖，快切裝置未聯(lián)啟備用電源。2套快切裝置在機組故障動作時，6 kVⅡA、ⅡB段保護閉鎖信號超前于快切合閘指令，6 kVⅡB段保護閉鎖未聯(lián)啟。

綜上所述，6 kV廠用系統(tǒng)電源沒有切換成功的原因是在發(fā)變組保護動作發(fā)出啟動快切指令時，6 kV廠用工作電源開關(guān)保護也發(fā)出閉鎖快切裝置信號，事故中閉鎖信號早于快切指令發(fā)出，致使快切裝置閉鎖，備用電源無法合閘，廠用電源消失。

圖2 快切裝置動作錄波圖

d.UPS失電

6 kV廠用ⅡB段母線失電時，380 V廠用PCⅡB段母線失電，造成UPS裝置主路失電，如圖3、圖4所示。380 V保安段電源切換時，因切換有延時，導(dǎo)致UPS裝置旁路電源失電。此時因空、氫側(cè)交流密封油泵失電，聯(lián)鎖啟動直流油泵，造成蓄電池電壓快速降低至UPS輸入電壓閉鎖值187 V以下。機組蓄電池組已運行10年，電池容量下降嚴重，造成UPS裝置關(guān)機。保安段電源切換設(shè)計為2路廠用電源同時失電后聯(lián)啟柴油發(fā)電機，期間有24 s延時。因保安段和UPS同時失電，導(dǎo)致熱工控制系統(tǒng)電源消失，DCS操作員站電腦黑屏［2］。

圖3 UPS系統(tǒng)接線圖

圖4 熱控DCS電源系統(tǒng)配置圖

4 廠用電系統(tǒng)失電的預(yù)防及改進措施

由上述分析可見，本次事故雖然由機組常規(guī)試驗中的電纜損壞造成小機跳閘引起，但由于廠用電系統(tǒng)中存在問題，使機組被迫停機，事故擴大，最終釀成嚴重事故。為杜絕此類事故的發(fā)生，采取如下措施。

a.針對6 kV廠用電源未及時切換的問題，對6 kV工作電源開關(guān)保護控制字進行重新設(shè)置，將開關(guān)保護裝置非保護動作閉鎖信號關(guān)閉，閉鎖信號不再發(fā)出，工作、備用電源開關(guān)切換正常［3］。做好設(shè)備的維護、定期檢查工作，保證設(shè)備運行狀態(tài)良好，并加強人員技能培訓(xùn)。

b.針對UPS失電問題，需要定期保養(yǎng)維護蓄電池，蓄電池組超過使用期限要及時更換。一般蓄電池設(shè)計使用壽命最高為10年，因此需要及時制定技術(shù)改造計劃，并按規(guī)定對電池組進行定期充放電和容量校核，及時更換單體電壓不合格的蓄電池，避免因蓄電池容量不足導(dǎo)致在短時間接帶大負荷情況下，電池電壓快速降低，致使發(fā)生事件時UPS不能正常切換到直流供電［4］。

c.事故時主機的直流油泵控制方式主要有：遠方（DCS手動）、就地手動、DCS聯(lián)鎖及操作員站控制臺手動啟動直流油泵。遠方和DCS聯(lián)鎖合閘通過DCS來實現(xiàn)。此次因熱工控制系統(tǒng)失電，加之直流油泵沒有設(shè)計硬聯(lián)鎖，造成直流油泵在潤滑油壓低時無法聯(lián)鎖啟動。因此，在油系統(tǒng)等重要負荷操作回路中，需要在值班操作臺上加裝電氣硬啟動控制按鈕，發(fā)生緊急情況可立即采取應(yīng)對措施。

d.在DCS和交流油泵失電處理過程中，運行人員沒有按照運行規(guī)程要求，及時啟動操作員站控制臺上主機直流油泵緊急按鈕，而是就地控制箱啟動，導(dǎo)致直流油泵啟動不及時，造成機組跳閘后，轉(zhuǎn)子惰走過程中部分時段斷油，軸瓦磨損［5］。說明在管理方面和值班人員操作技能培訓(xùn)方面存在較大問題。操作前應(yīng)進行充足的風(fēng)險分析，制定具有針對性的事故預(yù)想和應(yīng)急預(yù)案；加強運行培訓(xùn)管理工作，使運行人員在發(fā)生事故的第一時間能夠正確處理；嚴格執(zhí)行定期管理工作中的技術(shù)監(jiān)督工作，建立高標準的技術(shù)監(jiān)督管理體系及各項制度；自上而下的安全生產(chǎn)責(zé)任須有效落實，時刻保持安全意識［6］。

［1］張 磊，柴 彤.大型火力發(fā)電機組故障分析［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［2］謝 丹.電廠UPS系統(tǒng)設(shè)計方案的探討［J］.東北電力技術(shù)，2003，24（8）：46－49.

［3］田豐源，姜 偉，張延鵬.發(fā)電廠廠用電整定計算分析［J］.東北電力技術(shù)，2011，32（9）：17－18.

［4］馬 勇，王艷慧.電廠廠用蓄電池組的選型［J］.東北電力技術(shù)，2005，26（10）：45－47.

［5］楊洪軍.山西舊關(guān)電廠二期4號機組試運時軸承軸瓦磨損事故分析［J］.東北電力技術(shù)，2006，27（1）：34－36.

［6］國家能源局.防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求及編制釋義［Z］.北京：中國電力出版社，2014，177－180.

Causes Analysis on Auxiliary Power Interruption of 350 MW Generation

JI Yang1，ZHENG Hua1，QIU Na?xin2，YUN Yu?ting1
（1.North China Electric Power University，Beijing 102206，China；2.Liaoning Dongfang Power Generation Co.，Ltd.，F(xiàn)ushun，Liaoning 113007，China）

This paper analyzes the causes of 6 kV auxiliary power interruption accident of 350 MW generation and puts some preventive and improved measures.Suggest actions is taken to avoid occurrence of similar accidents.This paper provides useful references for similar unit.

Plant electrical consumption；Power interruption；Analysis causes；Preventive measures

TM621

A

1004－7913（2016）08－0027－03

吉 楊（1992—），男，碩士，從事電力系統(tǒng)及其自動化研究。

2016－03－15）