摘 要：某電廠3號發(fā)電機因“失磁保護”動作跳閘，引起機組非計劃停運，經(jīng)過艱難的分析與診斷，最終才確認“失磁保護”動作的原因，及時將故障排除，很好地詮釋了“四不放過”原則，消除了影響機組安全穩(wěn)定運行的隱患，為機組再次啟動并網(wǎng)后的長周期運行奠定了基礎。

關鍵詞：自動勵磁調(diào)節(jié)外部控制回路；AVR外部跳閘指令；“失磁保護”動作跳閘；抗干擾能力

1 概述

某電廠3號發(fā)電機是東方電機廠生產(chǎn)的QFSN-300-2-20型汽輪發(fā)電機。勵磁系統(tǒng)采用靜止半導體它勵方式，即發(fā)電機的勵磁電流由同軸交流主勵磁機發(fā)出的100Hz交流電經(jīng)靜止硅整流裝置整流后供給，主勵磁機的勵磁電流由同軸副勵磁機（永磁機）發(fā)出的400Hz交流電經(jīng)可控硅整流后供給（勵磁系統(tǒng)簡圖見圖1）。自動勵磁調(diào)節(jié)器（AVR）采用上海發(fā)電設備成套設計研究所提供的ABBUNITROL F型，2007年投運。

圖1 3號發(fā)電機勵磁系統(tǒng)簡圖

2 事件經(jīng)過

事件發(fā)生前機組運行工況：3號機組A、B、C、D磨煤機運行，E磨煤機備用；鍋爐汽動給水泵自動調(diào)節(jié)運行正常，電泵備用；脫硫、脫硝、電除塵系統(tǒng)運行正常；3號高廠變帶6kV 3A、3B段運行正常，02號啟動變備用。

機組主要熱力參數(shù)：主汽壓力16.5MPa、主汽溫度540℃；再熱汽壓力3.43MPa、再熱汽溫度533℃；爐膛負壓-0.07kPa；總煤量130t/h，一次風壓8.4kPa。

主要電氣設備運行參數(shù)：3號發(fā)電機有功270MW、無功113MVAR、3號發(fā)電機轉子電壓346V、轉子電流1764A；副勵磁機電壓199V、主勵磁機電流95A；主勵轉子電壓49V；6kV母線電壓6.2kV；380V母線電壓393V。

3號機組正常運行中突然發(fā)“失磁保護跳閘”、“3號故障錄波器啟動”報警信號，3號發(fā)電機跳閘，汽輪機跳閘、鍋爐MFT；主再熱汽門關閉，調(diào)速汽門、各段抽汽逆止門、高排逆止門關閉；汽輪機轉速開始下降；3號機組6kV廠用電自動切換成功；3號機組轉速到0后，盤車自動投入；3號爐脫硫、脫硝系統(tǒng)按規(guī)定停運；其它操作按機組停運后相關要求執(zhí)行。

3 檢查與診斷

3.1 發(fā)電機故障錄波記錄情況

開關量：17時36分29秒200.33ms，Q02開關（勵磁調(diào)節(jié)器出口開關）斷開。Q02開關斷開377.9ms后，勵磁自動調(diào)節(jié)裝置（AVR）退出運行，3768.9ms后3號機失磁保護動作，5140ms后Q7開關（發(fā)電機滅磁開關）斷開，5186.3ms后首223開關（3號發(fā)電機主開關）斷開。

模擬量：Q02開關斷開前3號發(fā)電機、主勵磁機、廠用6kV及380V系統(tǒng)電氣量均正常；3號機直流110V兩組控制電源電壓全部正常。

3.2 發(fā)變組保護動作情況

發(fā)變組“失磁保護”動作出口跳閘。

3.3 停機后的檢查情況

停機以后，對3號發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器柜內(nèi)設備檢查，未發(fā)現(xiàn)二次接線有絕緣損壞、發(fā)熱、異味等現(xiàn)象；對發(fā)電機“出口開關”及輔助接點檢查，未發(fā)現(xiàn)異常；對發(fā)電機“滅磁開關”及輔助接點檢查，也未發(fā)現(xiàn)異常。

對發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)器進行檢查，通過后臺維護系統(tǒng)調(diào)取勵磁調(diào)節(jié)器記錄，有AVR外部跳閘令“User event 1”存在。另外根據(jù)勵磁調(diào)節(jié)器軟件邏輯分析，如果為Q02開關偷跳（沒有外部跳閘指令），勵磁系統(tǒng)將會發(fā)出“低勵限制器動作”報警，如果限制不成功將自動切換至另一臺調(diào)節(jié)器運行，調(diào)取記錄檢查未發(fā)現(xiàn)有“低勵限制動作”報警，也未發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)器切換記錄，因此排除Q02開關偷跳的可能，可以判斷Q02開關斷開是由于接到外部跳閘指令導致。

AVR外部跳閘指令是由K02繼電器動作引起的，能引起K02動作的只有兩個量：發(fā)電機“出口開關”斷開或發(fā)電機“滅磁開關”斷開；從故障錄波記錄可以定性發(fā)電機“出口開關”和發(fā)電機“滅磁開關”的斷開是在Q02開關斷開之后，是由發(fā)電機失磁保護動作引發(fā)的，因此排除外部跳閘指令是由發(fā)電機“出口開關”斷開或發(fā)電機“滅磁開關”斷開引起的。因此，將檢查重點放在K02繼電器動作原因上：檢查K02繼電器回路絕緣正常（1000V搖表測試大于50兆歐）；現(xiàn)場模擬K02繼電器控制回路直流接地，K02繼電器沒有動作，排除直流系統(tǒng)故障引起K02繼電器動作。測試K02繼電器啟動功率為0.348W，功率較小，易受干擾。通過廠家了解，K02繼電器受到外部干擾動作已不是第一次，截止目前，他們已經(jīng)處理了多臺同類問題機組，目前新型的勵磁系統(tǒng)K02繼電器已全部采用大功率中間繼電器（啟動功率大于5W）。因此，分析認為K02繼電器動作的原因為啟動功率小，抗干擾能力差，受到干擾引起誤動，進而造成Q02開關跳閘，發(fā)電機失磁，失磁保護動作跳閘。

4 原因確定

根據(jù)發(fā)變組故障錄波圖、發(fā)變組保護動作報告和停機后檢查情況分析認為：3號發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器出口開關Q02跳閘，是引起3號發(fā)電機失磁保護動作的直接原因。勵磁調(diào)節(jié)器外部跳閘繼電器K02受到外部回路干擾引起誤動，進而造成勵磁調(diào)節(jié)器出口開關Q02跳閘，機組失磁，機組失磁保護動作跳閘。

5 暴露問題

通過此次事件，暴露出諸多問題：調(diào)節(jié)器生產(chǎn)廠家設計方面：調(diào)節(jié)器控制回路設計存在缺陷，K02繼電器抗干擾能力差；勵磁回路無故障監(jiān)視功能。設備管理方面：技術管理人員技能水平不高，對設備特性掌握不夠，過分信賴生產(chǎn)廠家的設計，不能及時發(fā)現(xiàn)設計方面存在的問題，更談不上及時與廠家技術人員溝通，消除隱患；防止機組非計劃停運的技術措施落實不到位，專業(yè)技術管理人員對設備可能存在的薄弱點和薄弱環(huán)節(jié)不清楚，對可能引起機組跳閘設備運行狀況重視程度不夠；電廠的設備管理體系可能存在問題，專業(yè)技術管理人員被迫沉浸在繁重冗雜的具體無效事務之中，沒有機會外出交流學習、開闊眼界，也不能抽出必要時間了解專業(yè)技術的發(fā)展情況。

6 采取的防范措施

6.1 增加K02繼電器抗干擾能力

在勵磁調(diào)節(jié)器外部跳閘繼電器K02上并聯(lián)增加一個大功率K02′繼電器，新增繼電器K02′采用南瑞NR0521B繼電器，該啟動功率大于7W，增加外部跳閘回路抗干擾能力。因南瑞NR0521B繼電器只有兩組接點，不能滿足現(xiàn)場3組接點需要，所以實施并聯(lián)，并聯(lián)后測試動作功率：K02繼電器啟動功率為5.4W，K02′啟動功率為7.2W，滿足要求，另外測試動作電壓值滿足國標要求，可以保證可靠動作。

6.2 增加外部繼電器K02、K02′動作監(jiān)視回路

為加強外部跳閘繼電器的動作監(jiān)視，將兩個外部跳閘繼電器K02、K02′的備用接點引入故障錄波器進行監(jiān)控，為今后的AVR故障跳閘的分析提供便利。

6.3 改進設備管理體系不足，強化設備技術管理

電廠已充分認識到設備管理機制上存在的不足，最大限度把專業(yè)技術管理人員從繁重冗雜的具體無效事務之中解放出來，與專業(yè)無關的事不干或少干，使他們能夠專心致志于其職責范圍內(nèi)的技術管理工作。具體做法是：除罷專業(yè)技術專題會，無關緊要的會議不開或者少開；無關緊要的報表不要或少要；鼓勵各種專業(yè)技術管理人員積極參加相應的各種專業(yè)技術學習班、研討會，加強交流學習，開闊視野，提高專業(yè)技術水平。

各級專業(yè)技術管理人員要加強自身技術修養(yǎng)，抓住一切機會，積極參加各種專業(yè)技術學習班、研討會，不斷學習專業(yè)技術知識，勤奮好學，不恥下問；盡心盡責，勤勤懇懇，不斷提高對自己管轄設備的了解程度，掌握設備的健康水平，認真組織、全方位開展設備隱患排查治理工作，切實解決設備存在的隱性問題；敏于行動，勤于思考，及時發(fā)現(xiàn)設備設計過程中存在的隱患，及時與廠家技術人員溝通，并及早制定相應的防范措施，防患于未然。

結束語

事件發(fā)生后，立即在勵磁調(diào)節(jié)器外部跳閘繼電器K02上并聯(lián)增加一個大功率K02′繼電器；增加外部繼電器K02、K02′動作監(jiān)視回路，3號機組重新啟動并網(wǎng)，一直運行良好，6個月后，因調(diào)度命令，停機備用。實踐證明，發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)回路設計時存在的問題得到了徹底解決。

參考文獻

[1]GB/T 14285-2006 繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程.

[2]DL/T 843-2010 大型汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)技術條件.

作者簡介：喬樂俠（1964，05-），男，漢族，工程師，大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責任公司原副總工程師兼發(fā)電部長，主要從事發(fā)電廠集控運行管理工作。