一起廠用電失壓造成機(jī)組停運(yùn)事件的原因分析與對(duì)策

陳澄生

摘 要：簡(jiǎn)要分析了某發(fā)電廠1臺(tái)200 MW汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中發(fā)電機(jī)出口斷路器突然跳閘，廠用電源開關(guān)切換不成功，造成廠用電系統(tǒng)失壓機(jī)組被迫停運(yùn)異常事件的原因，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：廠用電；失壓；快切裝置；汽輪發(fā)電機(jī)組

中圖分類號(hào)：TM645 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.034

1 概述

某發(fā)電廠1臺(tái)#8（200 MW）汽輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)型號(hào)QFQS-200-2.機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，6 kVA、B段廠用電系統(tǒng)分段同時(shí)運(yùn)行，由本機(jī)高壓廠用變壓器進(jìn)行供電，將#08高壓?jiǎn)?dòng)變接110 kV系統(tǒng)作為6 kV廠用電系統(tǒng)的備用電源。6 kV工作電源與備用電源之間的切換采用MFC2000-2型廠用電快速切換裝置。廠用電聯(lián)接方式如圖1所示。

2 事件經(jīng)過

事件發(fā)生前，該廠#8（200 MW）機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)正常。突然發(fā)變組出口主斷路器跳閘，無任何保護(hù)信號(hào)報(bào)警，聯(lián)跳汽機(jī)、鍋爐MFT。電氣運(yùn)行人員檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)和6 kV廠用電工作電源開關(guān)均未跳閘，立即進(jìn)行廠用電源的切換操作，在CRT上啟動(dòng)6 kV8B段快切裝置，但是，快切裝置切換失敗，裝置閉鎖燈亮。運(yùn)行人員馬上調(diào)出6 kV8A段快切裝置控制面板，準(zhǔn)備切換至備用電源供電，但發(fā)現(xiàn)B段快切裝置閉鎖燈已亮，裝置閉鎖操作。至此，機(jī)組A，B兩段6 kV廠用電源均轉(zhuǎn)換失敗，6 kV母線電壓快速下降，所有廠用高、低壓電機(jī)跳閘停運(yùn)，機(jī)組被迫停機(jī)、停爐。

3 廠用電失壓原因分析

發(fā)變組出口斷路器跳閘導(dǎo)致機(jī)組與系統(tǒng)解列，如果廠用電系統(tǒng)能正常轉(zhuǎn)換，就不會(huì)發(fā)生停機(jī)、停爐事故。導(dǎo)致此次停機(jī)、停爐的直接原因是，6 kV廠用電系統(tǒng)失壓未能保住。那么，是什么原因造成兩段6 kV母線的快切裝置不能正常切換備用電源供電呢？首先，我們要求繼保人員全面檢查和試驗(yàn)2套MFC2000-2型廠用電快速切換裝置，但并未發(fā)現(xiàn)問題，2套裝置參數(shù)設(shè)置和性能均良好，相關(guān)切換試驗(yàn)都正常，因此，排除了快切裝置本身的原因。接下來，針對(duì)當(dāng)時(shí)2套裝置均出現(xiàn)閉鎖信號(hào)的原因進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)發(fā)變組出口斷路器跳閘后，聯(lián)跳汽機(jī)和鍋爐MFT，而發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)和6 kV8A、8B段工作電源開關(guān)均未跳閘，發(fā)電機(jī)解列但未滅磁，發(fā)電機(jī)在跳閘后汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降過程中仍繼續(xù)向高壓廠變輸送電能。所以當(dāng)運(yùn)行人員切換6 kV8B段電源時(shí)，快切裝置控制面板并無閉鎖信號(hào)。裝置正常時(shí)是將切換方式選擇在“并切”狀態(tài)，即先同期合上備用電源開關(guān)，然后才切開工作電源開關(guān)。此時(shí)，由于發(fā)電機(jī)已解列，隨著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的降低，高壓廠變和啟動(dòng)變已不是2個(gè)同期的系統(tǒng)，所以啟動(dòng)快切裝置后，工作電源與備用電源之間無法同期并列，裝置馬上進(jìn)行了閉鎖操作，造成6 kV8B段電源切換失敗。這是6 kVB段母線快切裝置拒動(dòng)的原因。

然而，6 kV8A段快切裝置運(yùn)行人員并未啟動(dòng)，為什么出現(xiàn)了閉鎖信號(hào)呢？原來汽輪機(jī)跳閘后，機(jī)組轉(zhuǎn)速下降進(jìn)入惰走狀態(tài)，發(fā)電機(jī)解列但未滅磁，所以，發(fā)電機(jī)端電壓并不是馬上降到零，而是有一個(gè)逐漸下降的過程。結(jié)果快切裝置檢測(cè)認(rèn)為是發(fā)生了PT短線故障，從而將裝置閉鎖操作，造成6 kV8A段母線備用電源無法切換。PT斷線邏輯如圖2所示。

由于6 kVA、B段母線備用電源均切換失敗，最終導(dǎo)致廠用電系統(tǒng)中斷，機(jī)組被迫停機(jī)、停爐。以上的分析結(jié)果在機(jī)組重新啟動(dòng)，發(fā)電機(jī)零起升壓后進(jìn)行的試驗(yàn)中均得到了驗(yàn)證。

4 結(jié)論

由此可得出結(jié)論，在發(fā)變組跳閘解列聯(lián)跳汽輪機(jī)和鍋爐MFT，但是，在發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)和6 kV廠用電工作電源開關(guān)沒有跳閘的情況下，廠用電快切裝置此時(shí)無論是自動(dòng)還是手動(dòng)，均不能完成備用電源的切換操作。此時(shí)，保廠用電的正確方法是立即切開6 kV母線工作電源開關(guān)，聯(lián)鎖投入備用電源開關(guān)。這給普遍安裝、使用廠用電快切裝置的發(fā)電廠在機(jī)組發(fā)生特殊異常情況下保證廠用電系統(tǒng)的正常供電提出了新問題和更高的要求。

5 改進(jìn)措施

為了解決發(fā)電機(jī)組跳閘后發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)和6 kV廠用電工作電源開關(guān)未跳閘，廠用電快切裝置不能切換備用電源供電的問題，保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性，工作人員可在發(fā)變組出口斷路器跳閘后直接啟動(dòng)廠用電快切裝置的回路。當(dāng)發(fā)變組斷路器跳閘時(shí)，廠用電快切裝置自動(dòng)啟動(dòng)，立即跳開6 kV母線工作電源開關(guān)聯(lián)鎖，投入備用電源開關(guān)。在此過程中，不再依靠運(yùn)行人員的判斷和手動(dòng)操作，大大提高了廠用電系統(tǒng)供電的可靠性，確保了主機(jī)的安全。

6 結(jié)束語

現(xiàn)代大容量火力發(fā)電機(jī)組均采用機(jī)、爐、電單元集中控制方式，其廠用電系統(tǒng)的安全性和可靠性對(duì)整個(gè)機(jī)組乃至整個(gè)電廠運(yùn)行的安全性、可靠性有相當(dāng)重要的影響，而廠用電切換則是整個(gè)廠用電系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。目前，大型發(fā)電廠6 kV廠用電系統(tǒng)采用快速切換裝置進(jìn)行工作電源與備用電源之間的切換操作。該裝置運(yùn)行可靠性高，電源切換迅速擾動(dòng)小，為廠用電系統(tǒng)的正常不間斷供電提供了很好的技術(shù)保障。本文針對(duì)機(jī)組出現(xiàn)異常時(shí)廠用電快切裝置不能完成自動(dòng)切換的原因進(jìn)行了分析，并制訂了改進(jìn)措施，有效解決了問題，極大地提高了廠用電系統(tǒng)供電的可靠性，確保主機(jī)的安全，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李駿年.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，1993.

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〔編輯：白潔〕