摘要：2014年初，綏電公司俄制2×800MW機組性能優(yōu)化升級改造成單機容量為880MW的熱電聯(lián)營機組，并入東北電網(wǎng)。綏中發(fā)電廠是東北地區(qū)總裝機容量最大的火力發(fā)電廠，是聯(lián)接華北和東北電網(wǎng)的重要電源支撐點，也是東北電網(wǎng)與華北電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的樞紐電廠，其勵磁系統(tǒng)的安全可靠運行將直接關(guān)系到兩大電網(wǎng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。綏中電廠2×880MW汽輪發(fā)電機組選用的是南瑞電控公司生產(chǎn)的勵磁系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)營，勵磁系統(tǒng)，滅磁開關(guān)，跳閘。

1.引言

綏中電廠2×880MW熱電聯(lián)營機組選用的是南瑞電控公司生產(chǎn)的勵磁系統(tǒng)，滅磁開關(guān)選用的是GE公司生產(chǎn)的Gerapid 8007型滅磁開關(guān)。滅磁開關(guān)運行是否可靠，是關(guān)系到機組能否安全穩(wěn)定運行重要標志。

2.發(fā)電機滅磁開關(guān)的作用

滅磁開關(guān)是接通和切斷勵磁電流，同時斷開時接通滅磁電阻投入滅磁回路，防止發(fā)電機過電壓。當發(fā)電機停機斷開發(fā)電機出口開關(guān)時，由于原來發(fā)電機還帶有一部分負荷，此時轉(zhuǎn)子還供有比空載勵是流還大的工作電流，當發(fā)電機主開關(guān)斷開時所有的勵磁電流及由于外界負荷的斷開引起的汽輪機轉(zhuǎn)速的升高，這兩部分全部都用來建立電壓，使用滅磁開關(guān)防止過壓擊穿。

3.發(fā)電機滅磁方式

1）逆變滅磁：發(fā)電機的正常滅磁都應該采用逆變滅磁，只有事故時保護動作才啟動跳滅磁開關(guān)等滅磁方式。

2）滅磁開關(guān)開斷滅磁：滅磁最初就是直接利用滅磁開關(guān)吸收發(fā)電機轉(zhuǎn)子中儲存的能量進行快速消滅發(fā)電機的主磁場。

3）機械跨接器滅磁：機械跨接器是M10，動作后接通滅磁電阻60R，進行滅磁。

4）電子跨接器滅磁：電子跨接器是由NES5160及晶閘管觸發(fā)模塊組成，動作后接通滅磁電阻60R，進行滅磁。滅磁電阻60R是由線性電阻組成。

4.二號發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘實例分析

4.1事故前工況：2號機組有功功率533MW，無功功率24Mvar，轉(zhuǎn)子電壓315V，轉(zhuǎn)子電流2210A。

4.2事故經(jīng)過：2018年1月24日4時26分，2號發(fā)電機跳閘，2號發(fā)電機滅磁，汽輪機跳閘，鍋爐MFT。DCS畫面來“發(fā)變組主保護動作”報警，2號主變高跳閘，廠用電切換到備用電源供電。

4.3跳閘原因分析：

1）發(fā)電機滅磁開關(guān)QE11運行中偷跳，引起機組失磁保護動作，是機組停機的直接原因。

2）滅磁開關(guān)偷跳原因分析如下：

⑴就地/遠方手動分閘使開關(guān)跳閘：通過現(xiàn)場調(diào)節(jié)器錄波圖及變?yōu)橛涗?，未發(fā)現(xiàn)其驅(qū)動繼電器K453變位記錄，排除遠方和就地操作跳閘的可能。

⑵保護動作共有兩路信號使滅磁開關(guān)跳閘，即保護跳閘1，保護跳閘2.通過機組故障錄波器和調(diào)節(jié)器錄波圖及變?yōu)橛涗?，在開關(guān)分閘前未有變化動作信號開入，在滅磁開關(guān)分閘后1秒鐘左右有保護

動作1、2、信號開入，排除其保護動作引起跳閘的可能性。

⑶開關(guān)本體手動機械分閘：調(diào)閱現(xiàn)場監(jiān)控錄像，開關(guān)跳閘時段無人員進入勵磁間，排除人為操作驅(qū)動桿的情況。

⑷分勵脫扣器動作：通過調(diào)節(jié)器歷史數(shù)據(jù)及動作原理得知，分勵脫扣器動作是由時間繼電器K33、K32執(zhí)行，同時驅(qū)動K457進而驅(qū)動K460封脈沖信號。在此次事件中，滅磁開關(guān)動作時，調(diào)節(jié)器未檢測到封脈沖信號，故排除時間繼電器誤動引起跳閘的可能。

注1：本次事故停機故障錄波可以看出，脈沖回讀故障信號在滅磁開關(guān)分閘信號1.5秒后出現(xiàn)。

注2：2號機組正常逆功率停機錄波可以看出，脈沖回讀故障信號在滅磁開關(guān)分閘信號0.1秒后出現(xiàn)。

⑸合閘保持回路脫口：Gerapid 8007型滅磁開關(guān)合閘后采用機械保持方式，基本排除滅磁開關(guān)合閘不到位引起跳閘的可能性。

⑹ED脫口線圈動作：開關(guān)內(nèi)部的控制部分由電源板、ED控制板、分勵控制板和合閘控制板組成。其動作原理是ED脫口線圈由ED控制板控制，其控制信號為外部DC6V-24V的有源信號，該控制信號經(jīng)ED控制板內(nèi)部電路觸發(fā)可控硅，從而控制ED脫口線圈動作，由于該控制板上電子元器件眾多，無法排除發(fā)生軟故障誤觸發(fā)可控硅接通跳閘線圈的可能性，初步確定其為滅磁開關(guān)偷跳的直接原因。

綜上所述：滅磁開關(guān)偷跳的初步原因為ED控制板內(nèi)部電子元件軟故障誤觸發(fā)跳閘回路。

5.二號發(fā)電機滅磁開關(guān)內(nèi)部控制板件改造過程分析

1）改造目的：為排除原GE開關(guān)ED控制板誤觸發(fā)的可能性，進一步增強機組運行的安全可靠性。

2）改造主體思路：GE開關(guān)進行局部改造，取消內(nèi)部控制板件，且將主、備分閘動作線圈更換為強電動作線圈。

3）改造具體實施：

a）GE開關(guān)內(nèi)部接線按照新設(shè)計回路進行重新連接

b）改造后控制電源直接接至線圈兩側(cè)，按照GE開關(guān)說明書對于通電時間等相關(guān)要求，勵磁系統(tǒng)滅磁控制回路需要同步進行相應更新，調(diào)整部分器件型號及時間繼電器的時間設(shè)定，完成后進行回路對線測試，并按照設(shè)計圖紙對回路、滅磁開關(guān)輔助觸點等項目進行逐一檢查。

4）改造后性能檢查

滅磁開關(guān)本體和控制回路改造完成后，對滅磁開關(guān)相關(guān)性能試驗進行測試檢查。

5）開關(guān)升級性能測試

GE開關(guān)改造后，滿足行業(yè)標準要求“滅磁開關(guān)在操作電壓額定值的80%時應可靠合閘，在65%時應能可靠分閘，低于30%時應不動作”。

6.結(jié)論

對于整個發(fā)變組乃至全電網(wǎng)來說，勵磁系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，監(jiān)視的準確性，調(diào)整的靈活性，控制的可靠性尤為重要。上述事例說明GE滅磁開關(guān)原始的缺陷，暴露出控制的不可靠性，通過對GE滅磁開關(guān)內(nèi)部的改造，以及改造后的常規(guī)試驗和升級性能試驗，為機組可靠穩(wěn)定運行奠定堅實的基礎(chǔ)。同時豐富我們的運維經(jīng)驗，為同行業(yè)兄弟單位提供更多的技術(shù)支持。

參考文獻

[1]黃耀群，李興源，《同步電機現(xiàn)代勵磁系統(tǒng)及其控制》，成都科技大學出版社，1993.

[2]中國電力行業(yè)標準《大型汽輪發(fā)電機自并勵靜止勵磁系統(tǒng)技術(shù)條件》，中國電力出版社，DL/T843—2010.

作者簡介：李恩向，葫蘆島市電機工程協(xié)會會員，綏中發(fā)電有限責任公司維護部