張 科

(寧夏電投西夏熱電有限公司，寧夏 銀川 750021)

0 概述

2017-04-20，某廠1號機組小修，2號機組負荷100 MW；B給水泵變頻運行，A給水泵工頻備用；B凝結水泵運行，A，C凝結水泵備用；A，C循環(huán)水泵運行，B循環(huán)水泵備用；A，B，D制粉系統(tǒng)運行，C，E制粉系統(tǒng)備用；A，B引風機工頻運行；A，B送風機變頻運行；A，B一次風機變頻運行；電除、濕除投運；公用變檢修，廠用備用變壓器運行；2號、4號、5號空壓機運行，1號、3號、6號空壓機備用；協(xié)調投入，AGC投入，機、爐、電各系統(tǒng)設備運行穩(wěn)定。

1 事故經過

2017-04-20T08:53，運行人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)2號機B給水泵電流、轉速下降，出力降低，2號爐B送風機、一次風機、2，4號空壓機、電除、濕除跳閘，儀用壓縮空氣氣壓低報警，廠用備用變高低壓側開關跳閘，380 V公用段失壓，協(xié)調、AGC跳閘。

08:54，運行人員立即手動啟動2號機A給水泵運行，調整汽包水位正常。經電氣運行人員確認，故障原因為廠用備用變高壓側6 kV 6224B開關出口避雷器爆裂。

09:13，將主廠房備用段切至廠用380 V IB段接帶，恢復公用段供電，逐步恢復以上跳閘設備的運行。

09:30，投入2號機組CCS，AGC，保持2號機組100 MW負荷運行。

廠用電部分接線如圖1所示。

2 原因分析

該廠廠高變采用保定天威集團有限公司的SFF10-40000/15.75自然循環(huán)風冷雙分裂變壓器，有1個15.75 kV高壓繞組和2個6.3 kV低壓分裂繞組。2個低壓分裂繞組的額定電壓和額定容量都相同，中性點分別經過1個40 Ω的接地電阻構成小電流接地系統(tǒng)，當任何一個廠用分支發(fā)生故障時，不影響另一個廠用分支運行。

2號機6 kV廠用母線故障錄波如圖2所示。

(1) 6 kV IIB 段廠用分支發(fā)生短路故障后，6 kV IIA段的負載仍可在額定電壓下運行。

(2) 0時刻，施工人員違章作業(yè)造成2期施工電源分支電纜單相接地，故障開始。因該廠6 kV系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng)，所以在發(fā)生單相接地故障時非故障相電壓升高倍。

(4) 在7—15 ms時間段，離故障點最近的廠用備用變高壓側6224B開關出口避雷器因過壓使絕緣性能降低而閃絡放電。

(5) 在15—70 ms時間段，避雷器擊穿爆裂，形成三相短路，6 kV IIB段母線失壓，電壓低于額定電壓的 20 %，持續(xù)時間大約 50 ms，但 6 kV IIA段母線電壓沒有發(fā)生波動，依然正常運行，使得2號爐A側風機運行正常。在6 kV IIB段母線失壓期間，造成2號機B電泵、2號爐B送風機、一次風機3個變頻器設備停運。因當時機組負荷低，未發(fā)生鍋爐滅火事故。

圖1 廠用電部分接線

(6) 在70—74 ms時間段，廠用備用變高壓側6224B開關速斷保護動作，低壓側Z400開關、高壓側6224B開關跳閘，切除故障點，使6 kV IIB段母線電壓恢復正常。380 V公用段失電，運行的2號、4號空壓機失壓跳閘，只有5號空壓機運行，造成整個儀用壓縮空氣系統(tǒng)壓力低報警。隨后運行人員及時將380 V公用段負荷切至380 V主廠房I段接帶，恢復了2號、4號空壓機運行，保證了儀用系統(tǒng)的氣壓正常。

該廠1號、2號機B電泵、送風機、一次風機均為變頻電機，其變頻器是由北京樂普四方方圓科技有限公司提供的LPHT系列高壓變頻調速裝置。該變頻器由整流器和逆變器(逆變件為IGBT)2部分組成，具有過壓、失壓、瞬時停電保護功能。在逆變器失壓或停電后，將滿足變頻器繼續(xù)工作一個短時間td，若失壓或停電時間to小于td，變頻器將平穩(wěn)過度運行；若失壓或停電時間to大于td，變頻器自我保護停止運行。一般td為15—25 ms，只要電源“晃電”較為強烈，to在25 ms以上，變頻器自我保護停止運行，使電機停運。

此次事故中，6 kV IIB段母線失壓時間持續(xù)大約50 ms，造成2號機B電泵不出力，2號爐B送風機、一次風機跳閘，使得協(xié)調、AGC跳閘，而C循環(huán)水泵、D磨煤機綜保低電壓保護動作時限設置延時時間為9 s,加之B一次風機跳閘前選停磨組時未選D磨，所以它們都順利躲過了故障。同時，電除、濕除電場控制裝置均為變頻設備，電場跳閘后需就地逐個復位各分電場欠壓報警后，方可在盤面逐個投運。

圖2 2號機6 kV廠用母線故障錄波

3 暴露的問題

(1) 2期施工單位動土施工作業(yè)人員對現(xiàn)場環(huán)境不熟悉。

(2) 安監(jiān)人員監(jiān)護不到位，且施工預埋臨時電纜未做標記。

(3) 2期施工電源 6 kV 6223B 開關出線接有5臺施工變壓器，為節(jié)約費用，只在該高壓側開關裝了過流保護和零序接地保護，各變壓器低壓側均未裝任何保護；且在預估施工電源容量時高估了800 kVA左右，使得該開關的整定值偏大，未能在第一時間切除故障點，導致故障范圍擴大至6 kV IIB段，造成對廠用高壓母線的沖擊。

(4) 高壓變頻器抗“晃電”能力和自啟動能力不足。

4 整改措施

(1) 加強對外來施工單位人員的安全培訓、技術交底和施工監(jiān)督工作。

(2) 技術部門對預埋電纜進行詳細的圖紙繪制和就地標注工作。

(3) 繼保班組重新設置2期施工電源6 kV 6223B開關的綜保定值，并給各個施工分支變壓器低壓側配備合適的保護。

(4) 檢修部門對變頻設備進行改造。結合變頻器的工作原理和工作方式可知，采用抗“晃電”系統(tǒng)是解決變頻器低壓跳閘的最好辦法。同時，具有變頻器功能的轉機電源最好具備變頻運行方式跳閘自動切換工頻運行方式的功能。

5 結論

一些電廠在2期擴建期間存在1期與2期間的作業(yè)交叉，而保證1期機組安全運行和2期基建工作的穩(wěn)步推進，是每個作業(yè)者不可回避的責任。通過此次事故過程的推演，可以確認2期人員違規(guī)施工是此次事故的起因，而2期施工電源總開關保護定值設置偏大是此次事故范圍擴大的主因，進而導致了一系列設備跳閘事故。由于運行人員發(fā)現(xiàn)及時、處置得當，才未造成嚴重的后果。應以此次事故為戒，從人員培訓、施工監(jiān)管、設備優(yōu)化各個方面把好關，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，從根本上杜絕類似事故的發(fā)生，確保機組的安全、可靠及穩(wěn)定運行。