摘要：某電廠發(fā)電機組在正常運行工況下，發(fā)生了一起因發(fā)電機滅磁開關(guān)誤跳閘導致機組停機故障事件?，F(xiàn)主要闡述了故障事件經(jīng)過和故障檢查情況，分析了誤跳閘原因，并據(jù)此制定了事故防范措施，以避免類似機組失磁停機事件發(fā)生，保證發(fā)電機組安全可靠穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：滅磁開關(guān)；延時繼電器；動作電壓；電纜屏蔽

中圖分類號：TM31 " "文獻標志碼：A " "文章編號：1671-0797（2023）02-0006-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.02.002

0 " "引言

某2×125 MW火力發(fā)電廠采用發(fā)電機—變壓器—線路組單元接線，發(fā)電機為自并勵單元制機組，出口電壓為13.8 kV。該廠勵磁系統(tǒng)（GEX-2503）采用自并勵靜止勵磁方式，勵磁電壓為466 V，勵磁電流為2 816 A，連接在發(fā)電機機端的勵磁變壓器經(jīng)靜態(tài)可控硅整流裝置為發(fā)電機提供勵磁電源；配備了由勵磁變壓器、自動勵磁調(diào)節(jié)裝置、可控硅整流柜、滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護柜、起勵裝置、分線柜等組成的起勵裝置[1]。滅磁回路采用非線性電阻滅磁，滅磁開關(guān)為ABB生產(chǎn)的DW10-600M。

勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機的重要組成部分，而滅磁開關(guān)又是勵磁系統(tǒng)重要的組成部件之一，是接通和切斷勵磁裝置與發(fā)電機勵磁繞組關(guān)聯(lián)的唯一途徑[2]。滅磁開關(guān)的可靠性和靈敏性直接影響到發(fā)電機組的安全可靠運行，當滅磁開關(guān)的繼電器、接觸器等元器件性能下降或二次控制回路發(fā)生故障，拒動或誤動都會給電廠運行系統(tǒng)帶來一定風險，造成經(jīng)濟損失[3]。

1 " "事故經(jīng)過

某日，機組接帶負荷90 MW，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)運行正常。

09：41：35，DCS系統(tǒng)顯示“滅磁開關(guān)跳閘”狀態(tài)信號，發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘。

09：41：35.714，DCS系統(tǒng)顯示“AVR CHⅡ故障”狀態(tài)信號；勵磁調(diào)節(jié)器“低勵限制”動作，調(diào)節(jié)器通道Ⅰ故障。

09：41：35.747，DCS系統(tǒng)顯示“AVR CHⅠ故障”；勵磁調(diào)節(jié)器“低勵限制”動作，調(diào)節(jié)器通道Ⅱ故障。

09：41：35，發(fā)變組保護A柜下層失磁保護t1動作，發(fā)出信號。

09：41：35，發(fā)變組保護A柜下層失磁保護t2動作，切換廠用電。

09：41：35.140，線路故障錄波器×××回線Ia、Ib、Ic、Io電流突變量啟動。

09：41：35.301，發(fā)變組保護A柜下層失磁保護t4動作，機組解列。

2 " "故障檢查

2.1 " "保護裝置檢查

事故發(fā)生后，檢修人員對照失磁保護定值表1、保護出口邏輯圖1，對發(fā)變組保護A柜下層失磁t1、t2、t4保護動作及故障錄波器動作進行分析，對發(fā)電機轉(zhuǎn)子及相關(guān)控制回路進行絕緣試驗。

（1）失磁保護t1動作記錄：CPUA保護動作時間09：41：35.466，電阻R=9.687 2 Ω；電抗X=-9.480 5 Ω；轉(zhuǎn)子電壓Vfd=9.155 7 V；發(fā)電機出口電壓Ug1=84.840 2 V；系統(tǒng)電壓Uh1=57.384 1 V。CPUB保護動作時間09：41：35.816，電阻R=9.687 9 Ω；電抗X=-9.480 4 Ω；轉(zhuǎn)子電壓Vfd=

8.901 8 V；發(fā)電機出口電壓Ug1=85.812 V；系統(tǒng)電壓Uh1=

57.387 8 V。

根據(jù)失磁保護t1動作邏輯，正確動作，出口發(fā)信。

（2）失磁保護t2動作記錄：CPUA保護動作時間09：41：36.463，電阻R=6.268 9 Ω；電抗X=-8.527 8 Ω；轉(zhuǎn)子電壓Vfd=8.850 9 V；發(fā)電機出口電壓Ug1=82.169 8 V；系統(tǒng)電壓Uh1=57.384 6 V。CPUB保護動作時間09：41：36.819，電阻R=6.207 1 Ω；電抗X=-8.478 Ω；轉(zhuǎn)子電壓Vfd=8.850 9 V；發(fā)電機出口電壓Ug1=82.233 8 V；系統(tǒng)電壓Uh1=57.498 6 V。

根據(jù)失磁保護t2動作邏輯，正確動作，出口切廠用電源。

（3）失磁保護t4動作記錄：CPUA保護動作時間09：41：37.059，電阻R=5.361 1 Ω；電抗X=-8.032 2 Ω；轉(zhuǎn)子電壓Vfd=7.630 1 V；發(fā)電機出口電壓Ug1=81.223 2 V；系統(tǒng)電壓Uh1=57.205 5 V。CPUB保護動作時間09：41：37.408，電阻R=5.385 3 Ω；電抗X=-8.032 1 Ω；轉(zhuǎn)子電壓Vfd=7.630 1 V；發(fā)電機出口電壓Ug1=81.184 9 V；系統(tǒng)電壓Uh1=57.269 2 V。

根據(jù)失磁保護t4動作邏輯，正確動作，出口跳主變高壓側(cè)開關(guān)，聯(lián)跳汽輪機。

（4）故障錄波器動作情況為：時間09：41：37.139，×××回線Ia、Ib、Ic、Io電流突變量啟動，故障前錄波數(shù)據(jù)Ia=3.642 A，Ib=3.658 A，Ic=3.653 A，Io=0.031 A；故障后錄波數(shù)據(jù)Ia=1.778 A，Ib=0.469 A，Ic=0.004 A，Io=1.391 A，正序電流突變量定值為0.7 A；零序電流突變量定值為1 A，從故障錄波數(shù)據(jù)分析，Ia、Ib、Ic、Io突變量啟動均為正確動作。

（5）用1 000 V搖表對發(fā)電機轉(zhuǎn)子進行絕緣和直流電阻試驗，絕緣電阻大于0.5 MΩ，直流電阻125 mΩ，試驗合格。

（6）檢查發(fā)變組保護A至滅磁開關(guān)跳閘線圈控制電纜接線，接線緊固，未松動；用500 V搖表對控制電纜進行對地絕緣試驗，絕緣電阻大于0.5 MΩ，試驗合格。檢查發(fā)變組保護A柜接地線絕緣良好，未見異常。

2.2 " "DCS信號檢查及勵磁系統(tǒng)220 V直流電源檢查

檢修人員對DCS程控系統(tǒng)相關(guān)指令及模塊進行檢查。

（1）檢查DCS至滅磁開關(guān)分合閘指令信號，未見異常。

（2）檢查DCS至滅磁開關(guān)分合閘指令控制模塊，接線緊固，絕緣良好。

（3）檢查勵磁系統(tǒng)220 V直流電源，存在負極接地異常現(xiàn)象，負極對地電壓：0 V。檢修人員隨即采用拉路法查找直流電源段接地負荷，發(fā)現(xiàn)一處事故照明負極接地。

2.3 " "勵磁系統(tǒng)靜態(tài)試驗及滅磁開關(guān)二次控制回路檢查

（1）檢查滅磁開關(guān)至發(fā)變組保護A柜二次控制電纜屏蔽線，接地良好，未見異常。

（2）檢查滅磁開關(guān)至勵磁調(diào)節(jié)器柜二次控制電纜屏蔽線，發(fā)現(xiàn)二次電纜屏蔽線只在滅磁開關(guān)柜接地，未將調(diào)節(jié)器屏與滅磁開關(guān)柜同時接地，不符合反措及規(guī)范要求。

（3）檢查滅磁開關(guān)二次跳閘回路接線，通過圖2可知，分閘回路跳閘線圈Y01回路是通過接觸器MK、延時繼電器K2動作來完成跳閘。檢修人員對延時繼電器K2進行動作電壓測試，Uv=9 V。延時繼電器K2選型為AC/DC24～240 V，最小動作電壓應(yīng)為13.2 V，不滿足動作電壓應(yīng)為額定電源電壓的55%～70%的反措要求[4-5]。

（4）勵磁系統(tǒng)靜態(tài)試驗，對勵磁調(diào)節(jié)器進行開入開出檢查，勵磁通道I、Ⅱ所有開關(guān)量狀態(tài)及信號正常，模擬量采集準確；聯(lián)鎖回路聯(lián)跳正常；滅磁開關(guān)就地/遠方合跳正常；#1～#3功率柜報警信號輸出正確；風機啟?；芈氛_，且控制電源可靠切換；自動/手動起勵動作正確，起勵保險與電阻配置合適。

3 " "跳閘原因分析

從檢查中可以確定：

（1）滅磁開關(guān)沒有收到來自DCS系統(tǒng)的分閘信號、發(fā)變組保護A柜出口信號。

（2）相關(guān)跳閘二次回路接線均緊固，絕緣良好。

（3）一處事故照明負極接地，造成接帶勵磁系統(tǒng)220 V直流電源的母線負極對地電壓為0 V。

（4）滅磁開關(guān)至勵磁調(diào)節(jié)器柜二次控制電纜屏蔽線不符合反措及規(guī)范要求。

（5）延時繼電器K2（AC/DC24～240 V）動作電壓Uv=9 V，不滿足動作電壓應(yīng)為額定電源電壓的55%～70%的規(guī)定。

（6）勵磁系統(tǒng)重要元器件未定期進行動作性能試驗，電氣技術(shù)人員對勵磁系統(tǒng)重要設(shè)備相關(guān)技術(shù)參數(shù)、行業(yè)反措標準要求掌握不全，對能夠?qū)е聹绱砰_關(guān)誤跳閘的危險辨識不清。

綜上所述，導致此次滅磁開關(guān)誤跳閘的原因為延時繼電器K2直流輸入回路存在電源擾動，延時繼電器K2選型不滿足反措技術(shù)要求，抗干擾性能差，發(fā)生誤動作。

4 " "防范措施

（1）根據(jù)生產(chǎn)廠家技術(shù)人員建議，更換滅磁開關(guān)分閘回路中的繼電器K2（DC220 V），動作電壓滿足220 V×55%=121 V的反措要求。（2）勵磁系統(tǒng)相關(guān)二次控制回路電纜屏蔽線全部改為雙股線，確保接地可靠，提高設(shè)備、控制回路電纜抗干擾性。（3）對重要系統(tǒng)直流控制電源加強點檢、監(jiān)測，及時消除故障隱患。（4）對現(xiàn)場事故照明電源進行改造，在直流電源與事故照明負荷之間加裝UPS電源，將事故照明電源由直流電改為交流電。（5）對發(fā)變組重要輔助元器件制定檢修計劃表，定期進行性能試驗，更換不符合技術(shù)要求的繼電器等。

5 " "結(jié)語

勵磁系統(tǒng)作為發(fā)電機的重要組成部分，正確的操作和使用非常重要。進口滅磁開關(guān)在勵磁系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，這次對滅磁開關(guān)誤跳閘現(xiàn)象分析、事故原因查找等，一定程度上暴露出電氣相關(guān)技術(shù)人員對進口設(shè)備技術(shù)參數(shù)、性能掌握不全，對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)資料、國家行業(yè)標準學習不夠的問題。在今后的工作中，要加強對重要系統(tǒng)原理及設(shè)備維護技術(shù)的學習，提高專業(yè)技能；對重要系統(tǒng)接觸器、繼電器進行周期性性能測試，利用機組檢修校驗動作值，避免類似故障事件再次發(fā)生。

[參考文獻]

[1] 陳國雄.一起發(fā)電機失磁保護動作跳閘事故原因分析[J].通信電源技術(shù)，2020，37（8）：237-239.

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[5] 國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施[M].北京：中國電力出版社，2007.

收稿日期：2022-09-02

作者簡介：黃釗洋（1990—），男，甘肅嘉峪關(guān)人，助理工程師，研究方向：火力發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)滅磁開關(guān)。