110V直流控制系統(tǒng)異常時(shí)安穩(wěn)誤動(dòng)事故分析

韓憲良

（廣東省粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東揭陽(yáng) 515223）

110V直流控制系統(tǒng)異常時(shí)安穩(wěn)誤動(dòng)事故分析

韓憲良

（廣東省粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東揭陽(yáng) 515223）

廣東某電廠110V直流控制系統(tǒng)一點(diǎn)接地報(bào)警時(shí)，因運(yùn)行人員在投入安穩(wěn)裝置保護(hù)出口壓板過(guò)程中錯(cuò)誤使用萬(wàn)用表，導(dǎo)致運(yùn)行中的＃1，＃2機(jī)組跳閘。對(duì)事故原因進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施和改進(jìn)意見(jiàn)。

直流系統(tǒng)；接地；壓板；跳閘

0 引言

110V直流控制系統(tǒng)是發(fā)電廠電源配置中的重要組成部分，為控制回路、繼電保護(hù)回路、自動(dòng)裝置回路和信號(hào)回路提供電源，其負(fù)荷對(duì)發(fā)電廠發(fā)電設(shè)備的安全運(yùn)行和故障的可靠切除起著關(guān)鍵作用。而發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置功能的投退和動(dòng)作出口的實(shí)現(xiàn)，一般都是通過(guò)投退保護(hù)壓板來(lái)完成的。當(dāng)110V直流控制系統(tǒng)存在接地問(wèn)題時(shí)，操作保護(hù)壓板極易造成繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)拒動(dòng)或誤動(dòng)。因此，直流系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視及保護(hù)裝置壓板的投退操作要引起足夠重視。

1 事故經(jīng)過(guò)

2013年9月22日，廣東某電廠4臺(tái)300MW機(jī)組運(yùn)行，15：49：02，＃2機(jī)組主開(kāi)關(guān)2202跳閘，機(jī)組甩負(fù)荷183MW；15：49：13，＃1機(jī)組主開(kāi)關(guān)2201跳閘，機(jī)組甩負(fù)荷180MW。事故發(fā)生后判斷為安穩(wěn)切機(jī)動(dòng)作。

當(dāng)日14：23，廣東省電力調(diào)度中心下令該電廠修改安穩(wěn)裝置保護(hù)定值，執(zhí)行《廣東電力系統(tǒng)220 kV某電廠執(zhí)行站運(yùn)行定值單》，并要求4 h內(nèi)執(zhí)行完成，當(dāng)值值長(zhǎng)安排值班員配合檢修部繼電保護(hù)人員執(zhí)行安穩(wěn)裝置保護(hù)定值修改工作。15：30，當(dāng)值控長(zhǎng)安排2名值班員配合繼電保護(hù)人員工作，并辦理了“安穩(wěn)裝置保護(hù)檢查卡”的電氣操作票，其中1人擔(dān)任操作人，1人擔(dān)任監(jiān)護(hù)人。2人帶著操作票和工具到達(dá)I期繼電保護(hù)室配合繼電保護(hù)人員工作，先應(yīng)繼電保護(hù)人員要求退出了安穩(wěn)裝置保護(hù)壓板。15：45，繼電保護(hù)人員完成保護(hù)定值修改工作，通知運(yùn)行人員恢復(fù)安穩(wěn)裝置運(yùn)行，負(fù)責(zé)就地操作的運(yùn)行值班員經(jīng)報(bào)值長(zhǎng)同意后開(kāi)始恢復(fù)退出的安穩(wěn)裝置保護(hù)壓板，就地運(yùn)行值班員按操作順序先恢復(fù)各功能壓板，再恢復(fù)出口壓板，當(dāng)操作至恢復(fù)出口壓板時(shí)，需先測(cè)量壓板兩端對(duì)地電位以確認(rèn)保護(hù)出口未動(dòng)作，但就地運(yùn)行值班員使用萬(wàn)用表時(shí)未檢查萬(wàn)用表表筆插孔位置，本應(yīng)插在萬(wàn)用表電壓測(cè)量插孔的表筆插入了電流測(cè)量插孔，致使在測(cè)量出口壓板上端電位時(shí)，機(jī)組跳閘出口回路負(fù)極經(jīng)出口線圈由萬(wàn)用表接地導(dǎo)通，送出了機(jī)組跳閘信號(hào)。

2 事故處理

機(jī)組跳閘后，電廠立即按停機(jī)操作規(guī)程將機(jī)組安全停運(yùn)，同時(shí)根據(jù)分散控制系統(tǒng)（DCS）上的電氣跳閘光字牌分析跳閘首出記錄情況，電氣光字牌記錄為安穩(wěn)切機(jī)保護(hù)動(dòng)作；聯(lián)系就地運(yùn)行值班員檢查110V直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)控裝置是否存在報(bào)警，并檢查直流系統(tǒng)綜合監(jiān)測(cè)裝置查看母線電壓是否出現(xiàn)電壓偏離；詢(xún)問(wèn)就地運(yùn)行值班員操作安穩(wěn)裝置壓板情況。從整個(gè)動(dòng)作過(guò)程分析，判斷為安穩(wěn)切機(jī)裝置誤動(dòng)導(dǎo)致了機(jī)組跳閘。

3 事故分析

機(jī)組在配合檢修部繼電保護(hù)人員執(zhí)行安穩(wěn)裝置保護(hù)定值修改工作結(jié)束后，準(zhǔn)備恢復(fù)安穩(wěn)切機(jī)壓板時(shí)，直流母線絕緣監(jiān)測(cè)裝置已經(jīng)檢測(cè)到110 V直流控制系統(tǒng)正極母線絕緣低，說(shuō)明正極母線存在接地故障，且負(fù)極母線電壓已發(fā)生偏離至-90 V，但并未引起運(yùn)行人員重視，也未聯(lián)系檢修人員檢查或處理直流系統(tǒng)接地故障。

運(yùn)行值班人員為配合檢修人員修改安穩(wěn)裝置保護(hù)定值，共退出了20多個(gè)出口壓板，在重新投入出口壓板前，需要逐一測(cè)量每個(gè)壓板上、下端口的對(duì)地電位，確認(rèn)電位正常后，才能投入壓板。此時(shí)操作人員錯(cuò)誤使用萬(wàn)用表也是造成此次事故的重要原因之一。該電廠運(yùn)行部值班員在使用萬(wàn)用表測(cè)量保護(hù)壓板兩端電位時(shí)，僅檢查了萬(wàn)用表測(cè)量檔位是否在電壓檔，未檢查萬(wàn)用表表筆插孔位置，未發(fā)現(xiàn)測(cè)量時(shí)表筆錯(cuò)誤地插在電流測(cè)量插孔。

圖1為該廠安穩(wěn)切機(jī)保護(hù)控制回路，由圖1可知，110V直流控制系統(tǒng)母線正常運(yùn)行時(shí)，在保護(hù)出口未動(dòng)作情況下，出口壓板上、下端口對(duì)地電位應(yīng)分別為-55V和0V。而發(fā)電機(jī)出口高壓斷路器是利用給線圈通電后的電磁功能使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使線圈的銜鐵撞擊斷路器的分合閘操作機(jī)構(gòu)，從而達(dá)到分、合閘的目的。一般當(dāng)直流式電磁繼電器阻值達(dá)到100Ω左右時(shí)，電流只需幾A就可以使保護(hù)動(dòng)作，也就是說(shuō)在跳閘線圈的兩端有高于70V的電壓時(shí)，機(jī)組就可能跳閘。事故發(fā)生前，直流母線電壓已經(jīng)發(fā)生偏離，負(fù)極母線電壓偏離至-90 V，根據(jù)直流系統(tǒng)平衡電橋測(cè)量電壓的原理，直流母線的正極母線已出現(xiàn)較穩(wěn)定的單點(diǎn)接地。誤用測(cè)量表筆插錯(cuò)插孔的萬(wàn)用表測(cè)量壓板上、下端口對(duì)地電位均為0 V，而2名運(yùn)行操作人員也沒(méi)有對(duì)此異常情況產(chǎn)生懷疑。當(dāng)測(cè)量出口壓板下端電位為0 V時(shí)，并不會(huì)引起機(jī)組跳閘，而測(cè)量連接有跳閘線圈的出口壓板上端也顯示為0 V時(shí)，說(shuō)明出口壓板上端已通過(guò)萬(wàn)用表導(dǎo)線接通大地，這樣使得直流負(fù)極母線經(jīng)跳閘出口回路線圈由萬(wàn)用表導(dǎo)線與大地導(dǎo)通接至正極母線，機(jī)組跳閘出口線圈勵(lì)磁動(dòng)作，導(dǎo)致機(jī)組跳閘。

圖1 安穩(wěn)切機(jī)保護(hù)控制回路

從以上分析可以看出，當(dāng)直流系統(tǒng)母線一點(diǎn)接地時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作不正常的可能性很大。當(dāng)直流系統(tǒng)正極出現(xiàn)接地，在跳閘線圈壓板側(cè)出現(xiàn)第2點(diǎn)接地故障時(shí)，由于跳閘線圈連接在負(fù)極母線上，正、負(fù)極經(jīng)過(guò)跳閘線圈在大地之間形成回路，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)；當(dāng)直流系統(tǒng)負(fù)極出現(xiàn)接地，在跳閘線圈壓板側(cè)出現(xiàn)第2點(diǎn)接地故障時(shí)，相當(dāng)于直流系統(tǒng)負(fù)極出現(xiàn)2點(diǎn)接地，作用在跳閘線圈兩端的電壓降低，不足以達(dá)到線圈動(dòng)作值，如果此時(shí)保護(hù)啟動(dòng)跳閘接點(diǎn)接通，跳閘線圈被短路，將導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)。因此，直流系統(tǒng)接地對(duì)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行影響很大。

4 改進(jìn)措施

為避免同類(lèi)事故再次發(fā)生，提出以下預(yù)防措施和改進(jìn)意見(jiàn)。

4.1 加強(qiáng)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)視

電廠直流控制系統(tǒng)直流母線額定電壓為110V，將電壓偏離報(bào)警值整定為±10%，聯(lián)系熱控人員提高直流系統(tǒng)接地預(yù)警，出現(xiàn)接地故障時(shí)及時(shí)聯(lián)系檢修處理。當(dāng)110V直流控制系統(tǒng)母線電壓偏離值超過(guò)整定范圍而報(bào)警時(shí)，運(yùn)行人員投退出口壓板前應(yīng)充分分析操作風(fēng)險(xiǎn)，做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控。

4.2 強(qiáng)化壓板投退規(guī)范

繼電保護(hù)壓板投退操作具體要求：（1）投退壓板前檢查110V直流控制系統(tǒng)正、負(fù)母線電壓是否正常；（2）投退壓板前檢查110V直流控制系統(tǒng)保護(hù)屏有無(wú)異常報(bào)警或掉牌，將能復(fù)位的盡量復(fù)位，復(fù)位條件不滿足的不復(fù)位；（3）投入保護(hù)壓板前需用高內(nèi)阻電壓表分別測(cè)量?jī)啥藢?duì)地電位，特別是跳閘出口壓板，當(dāng)出口壓板兩端都有電位且壓板下端為正電位、上端為負(fù)電位時(shí)，若此時(shí)投入壓板，極易造成開(kāi)關(guān)跳閘；（4）出口壓板兩端均無(wú)電位，則應(yīng)檢查相應(yīng)斷路器控制回路是否異?；蚩刂齐娫词欠裣?；（5）只有當(dāng)出口壓板兩端無(wú)異極性電壓時(shí)，方可投入壓板：（6）投入壓板時(shí)先投功能壓板，后投出口壓板，退出時(shí)先退出口壓板，后退功能壓板。

4.3 完善保護(hù)壓板標(biāo)識(shí)

采用不同顏色對(duì)保護(hù)壓板進(jìn)行標(biāo)識(shí)，有利于識(shí)別保護(hù)壓板，在一定程度上能防止誤投、誤退保護(hù)壓板，防止誤操作事故的發(fā)生。通常功能壓板采用黃色標(biāo)識(shí)，保護(hù)出口（跳閘）壓板采用紅色標(biāo)識(shí)，備用壓板采用白色或本色。

4.4 規(guī)范使用萬(wàn)用表測(cè)量出口壓板電位

應(yīng)及時(shí)配置繼電保護(hù)壓板投退專(zhuān)用電壓表，專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量保護(hù)壓板電位，無(wú)電流檔、高內(nèi)阻，杜絕誤接表筆導(dǎo)致接地的可能。在沒(méi)有專(zhuān)用電壓表的情況下，應(yīng)將現(xiàn)使用的萬(wàn)用表電流測(cè)量插孔進(jìn)行封堵方可用于測(cè)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)此次事故的分析，全面掌握了事故原因，得出了110V直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地極易造成繼電保護(hù)動(dòng)作不正常的結(jié)論，并分析了110 V直流系統(tǒng)與繼電保護(hù)裝置之間的聯(lián)系，提出了壓板投退過(guò)程中控制風(fēng)險(xiǎn)的安全措施。檢修人員也應(yīng)提高直流系統(tǒng)監(jiān)測(cè)裝置的預(yù)警等級(jí)，在110 V直流系統(tǒng)出現(xiàn)一點(diǎn)接地時(shí)，提醒運(yùn)行人員及時(shí)處理故障并盡快恢復(fù)其正常運(yùn)行。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)萬(wàn)用表的管理和改進(jìn)，保證測(cè)量設(shè)備的可靠性，并對(duì)運(yùn)行人員操作保護(hù)壓板進(jìn)行規(guī)范。

［1］金根明，徐久榮，曾明.廠站直流系統(tǒng)的接地監(jiān)測(cè)［J］.華東電力，2013，7（41）：1566-1568.

［2］劉囡.直流系統(tǒng)接地故障的危害和處理［J］.科技信息，2009（1）：334.

（本文責(zé)編：弋洋）

TM 774

B

1674-1951（2015）07-0043-02

韓憲良（1981—），男，安徽滁州人，工程師，從事電廠電氣技術(shù)管理方面的工作（E-mail：wenxue143＠163.com）。

2014-12-18；

2015-05-25