600MW 機(jī)組熱工電源故障引發(fā)機(jī)組跳閘原因分析及整改措施

姜波

（大唐貴州發(fā)耳發(fā)電有限公司，貴州 六盤(pán)水 553017）

某日08 時(shí)12 分23 秒，電廠4 號(hào)機(jī)組負(fù)荷440MW，AGC投入，A、B 汽泵運(yùn)行，電泵備用，A、B 送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，A ～F 磨運(yùn)行，7 號(hào)循泵變頻運(yùn)行，8 號(hào)循泵工頻備用。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)機(jī)組真空下降快，立即檢查真空系統(tǒng)及循環(huán)水系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)7 號(hào)循泵電流比正常值（268A）低100A并正在下降，立即提升7 號(hào)循泵變頻轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降，馬上手動(dòng)啟動(dòng)8 號(hào)循泵，8 號(hào)循泵出口蝶閥開(kāi)不出，真空繼續(xù)下降，08 時(shí)13 分06 秒，機(jī)組真空降至-65.0kPa，低真空保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)，檢查機(jī)、爐、電聯(lián)動(dòng)正常。

1 事故分析過(guò)程

（1）2 號(hào)循泵房DCS 系統(tǒng)電源短時(shí)消失，7 號(hào)循泵頻率下滑導(dǎo)致循環(huán)水壓力、流量下降，真空急劇下降，4 號(hào)機(jī)組低真空保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)。

（2）2 號(hào)循泵房DCS 系統(tǒng)二路電源UPS 故障，導(dǎo)致2號(hào)循泵房MCC 段B 路電源饋線開(kāi)關(guān)接地保護(hù)動(dòng)作跳閘，B 路電源消失，MCC 電源切換至A 路運(yùn)行，電源切換過(guò)程中，MCC母線短時(shí)失壓。因2 號(hào)循泵房DCS 系統(tǒng)電源兩路均取至2 號(hào)循泵房MCC 段，一路電源直接通過(guò)MCC 段負(fù)荷開(kāi)關(guān)接至DCS系統(tǒng)，另一路電源從MCC 負(fù)荷開(kāi)關(guān)引出后經(jīng)UPS 裝置接入DCS 系統(tǒng)。

當(dāng)MCC 段電源消失后，DCS 系統(tǒng)第一路電源短時(shí)間消失，第二路電源的UPS 裝置故障未能正常供電，DCS 系統(tǒng)兩路電源短時(shí)失電導(dǎo)致DCS 系統(tǒng)控制器重新啟動(dòng)，造成送給運(yùn)行中的7 號(hào)循泵變頻器轉(zhuǎn)速控制器模擬量信號(hào)變?yōu)榱悖ㄕ?-20mA）, 7 號(hào)循泵變頻器轉(zhuǎn)速控制器在該信號(hào)下按邏輯設(shè)定的速率自動(dòng)降低循泵轉(zhuǎn)速至15%（15%為變頻裝置最低限制），轉(zhuǎn)速下降過(guò)程中，循環(huán)水量減少及循環(huán)水壓力低造成低真空保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)。

（3）8 號(hào)循泵啟動(dòng)后，出口蝶閥未聯(lián)開(kāi)未能挽救跳機(jī)：DPU73、74 號(hào)控制器短時(shí)失電，8 號(hào)循泵出口蝶閥“遠(yuǎn)方”、“就地”切換開(kāi)關(guān)控制信號(hào)消失，導(dǎo)致8 號(hào)循泵啟動(dòng)時(shí)出口蝶閥開(kāi)不出 。

2 此次事故存在主要問(wèn)題

（1）定期工作制定不全面。

（2）防非停措施不完善。

（3）重要輔機(jī)電源存在安全隱患。

（4）循環(huán)水泵房DCS 系統(tǒng)電源不可靠。

（5）單體UPS 電源裝置不可靠。

（6）循環(huán)水泵房MCC 段運(yùn)行不可靠。

（7）循泵變頻器轉(zhuǎn)速指令消失時(shí)，不能保持原來(lái)的轉(zhuǎn)速。

（8）循泵變頻器最低轉(zhuǎn)速不能滿足循環(huán)水系統(tǒng)要求。

3 整改措施

（1）設(shè)備管理部、檢修部重新梳理定期工作項(xiàng)目，并將EPS、UPS、工控機(jī)等定期清掃列入定期工作項(xiàng)目。

（2）各生產(chǎn)部門(mén)以生產(chǎn)班組為單位修訂公司的防非停措施。

（3）針對(duì)主廠房公用系統(tǒng)遠(yuǎn)程柜電源，重要輔機(jī)油站、油泵、冷卻風(fēng)機(jī)等電源系統(tǒng)及電源系統(tǒng)中任意設(shè)備故障情況下的切換過(guò)程進(jìn)行分析檢查，針對(duì)查出的問(wèn)題進(jìn)行整改。

（4）對(duì)循環(huán)水泵房DCS 系統(tǒng)電源進(jìn)行改造。電廠熱控DCS 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)原則：根據(jù)2014 年4 月15 日國(guó)家能源局發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求及編制釋義》中9.1.6 條的規(guī)定：分散控制系統(tǒng)電源實(shí)際有可靠的后備手段，電源的切換時(shí)間應(yīng)保證控制器不被初始化；公用分散控制系統(tǒng)電源，應(yīng)分別取自不同機(jī)組的不間斷電源系統(tǒng)，且具備無(wú)擾切換功能。

某廠由于初始設(shè)計(jì)問(wèn)題，2 號(hào)循泵房DCS 系統(tǒng)電源一路取自2 號(hào)循泵房MCC 段；另一路也由2 號(hào)循泵房MCC 段供到UPS 電源裝置后，再供到2 號(hào)循泵房DCS 電源柜。由于現(xiàn)場(chǎng)DCS 控制柜負(fù)荷較小，選用的UPS 是單體式的，長(zhǎng)期運(yùn)行后，蓄電池老化，而3、4 號(hào)機(jī)組沒(méi)有同時(shí)停運(yùn)過(guò)，2 號(hào)循泵房DCS 系統(tǒng)不能中斷運(yùn)行，導(dǎo)致電源切換試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)較高，不便于進(jìn)行電源切換試驗(yàn)，從而埋下了事故隱患。

事故發(fā)生后，根據(jù)二十五項(xiàng)反措要求，電源應(yīng)該取用不同機(jī)組的不間斷電源，考慮到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，決定提高UPS裝置的可靠性，確保至少一路電源長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。

通過(guò)多方調(diào)研后，決定選用某公司的AH5 系列5KVA DC 220V 電力專(zhuān)用UPS，它是一種先進(jìn)的工業(yè)級(jí)超隔離在線式正弦波不間斷供電系統(tǒng)，可以為精密設(shè)備提供可靠、優(yōu)質(zhì)、純凈的交流電源，具備直流冷啟動(dòng)功能。該型設(shè)備不設(shè)置蓄電池，電源使用外部 AC 220V 和DC 220V 兩路輸入，經(jīng)過(guò)處理后再輸出。改造完成后經(jīng)過(guò)實(shí)際電源切換測(cè)試，切換時(shí)間小于控制器初始化時(shí)間，能夠保證DCS 系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（5）對(duì)其他公用系統(tǒng)控制電源進(jìn)行檢查，更換單體UPS電源裝置。在2 號(hào)循泵房DCS 系統(tǒng)電源改造期間，對(duì)全廠的其他公用控制系統(tǒng)電源也進(jìn)行了檢查，在檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)公用系統(tǒng)存在較多的單體UPS 電源裝置，在對(duì)UPS 系統(tǒng)的改造中，發(fā)現(xiàn)除灰控制系統(tǒng)的電源存在隱患。

和一般電源系統(tǒng)一樣，除灰控制系統(tǒng)的電源由2 路電源供電，用接觸器切換成一路電源后輸出，最后送入U(xiǎn)PS，再由UPS 進(jìn)行最終供電。整個(gè)電源系統(tǒng)的供電節(jié)點(diǎn)就是UPS，我們無(wú)法保證UPS 系統(tǒng)一定不會(huì)故障，一旦出現(xiàn)問(wèn)題就意味著整個(gè)系統(tǒng)失電。

改造中，將一路DC 220V 電源和原來(lái)的B 路電源作為電力專(zhuān)用UPS 供電,切換后輸出的電源，作為一路，然后再和另外一路電源通過(guò)交流接觸器切換后輸出。改造完成后，進(jìn)行電源切換試驗(yàn)，切斷任意二路電源，均不會(huì)引起PLC 系統(tǒng)和工控機(jī)的重啟，達(dá)到了改造目的。

（6）立即清理循泵房MCC 段上負(fù)荷，重要負(fù)荷分類(lèi)規(guī)劃控制。對(duì)于不重要的負(fù)荷，改用其他MCC 段供電。

（7）通過(guò)咨詢變頻裝置生產(chǎn)廠家，修改變頻器轉(zhuǎn)速控制邏輯。轉(zhuǎn)速指令信號(hào)正常為4 ～20mA，信號(hào)異常（不在范圍內(nèi)或信號(hào)消失）時(shí)，變頻器轉(zhuǎn)速控制器在該信號(hào)能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速自保持，不會(huì)自動(dòng)升降頻率。

（8）在保證機(jī)組安全的前提下，重新設(shè)置循環(huán)水系統(tǒng)流量對(duì)應(yīng)的循泵變頻器最低轉(zhuǎn)速。

4 結(jié)語(yǔ)

在這次設(shè)備整改過(guò)程中，利用機(jī)組停運(yùn)時(shí)機(jī)，我們對(duì)全廠熱控電源全部進(jìn)行電源切換試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了部分問(wèn)題，經(jīng)過(guò)處理后徹底消除了長(zhǎng)期困擾電廠的控制系統(tǒng)電源安全隱患。改造后的電源系統(tǒng)具有故障報(bào)警和失電報(bào)警功能，將報(bào)警信號(hào)引至DCS 或PLC 系統(tǒng)后，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視熱控電源的工作狀況，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題。改造工作完成后，通過(guò)近一年的運(yùn)行考驗(yàn)，裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠、狀態(tài)良好，設(shè)備工作正常，改造工作取得成功。以這次全廠熱控電源核查為契機(jī)，全公司深入開(kāi)展了隱患排查治理工作，邊查邊改，不斷夯實(shí)公司的安全生產(chǎn)基石，有力地提升了公司的安全生產(chǎn)水平。