UNITROL5000 冷卻系統(tǒng)故障引起的機(jī)組跳閘原因分析

王家欣

（河北建投宣化熱電，河北 張家口075100）

公司兩臺(tái)330MW機(jī)組，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用東方電機(jī)股份有限公司配套生產(chǎn)的UNITROL5000 自并勵(lì)系統(tǒng)，型號(hào)為Q5S-0/U231-S4500,由勵(lì)磁變壓器、3 組可控硅全控橋換流器、兩套數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器UNITROL5000 和滅磁裝置組成。

1 事件經(jīng)過

2018 年3 月31 日#1 機(jī)組啟動(dòng)，并網(wǎng)后值班員發(fā)現(xiàn)微機(jī)內(nèi)“勵(lì)磁系統(tǒng)綜合報(bào)警”光子亮，打開該報(bào)警后發(fā)現(xiàn)“勵(lì)磁系統(tǒng)故障報(bào)警”及“勵(lì)磁系統(tǒng)故障”信號(hào)發(fā)，速到就地檢查：#1 整流柜顯示器無電流輸出，OFF 燈及FAN FAIL 燈亮，工作風(fēng)機(jī)擋板狀態(tài)為一開一關(guān)位；#2 整流柜顯示器電流480A、無故障報(bào)警，工作風(fēng)機(jī)擋板狀態(tài)為二開位且柜門濾網(wǎng)處無風(fēng)壓；#3 整流柜顯示器電流480A，F(xiàn)AN FAIL燈亮，工作風(fēng)機(jī)擋板狀態(tài)為一開一關(guān)位且柜門濾網(wǎng)處無風(fēng)壓。在申請(qǐng)停機(jī)過程中，發(fā)變組保護(hù)A、B柜“勵(lì)磁系統(tǒng)聯(lián)跳”保護(hù)動(dòng)作，聯(lián)跳汽機(jī)、鍋爐MFT。跳閘后勵(lì)磁調(diào)節(jié)器LCP 顯示故障信息有：

Converter failure 43 整流橋故障

Conv.fail level 1 197 整流橋失靈1 段

Conv.fail level 2 198 整流橋失靈2 段

Cooling Trip 190 整流橋因冷卻系統(tǒng)失效退出

Converter blocked 196 整流橋被閉鎖

Cooling Alarm 189 整流橋冷卻系統(tǒng)報(bào)警

Converter 1 161 整流橋1

2 整流柜冷卻系統(tǒng)概況

2.1 冷卻系統(tǒng)電源有2 路：自用電源和廠用電源。自用電源作為整流柜風(fēng)機(jī)主電源，取自勵(lì)磁變低壓側(cè)；廠用電源作為整流柜風(fēng)機(jī)后備電源，取自機(jī)組汽機(jī)MCC，如圖1。

圖1

2.2 每臺(tái)整流柜冷卻風(fēng)機(jī)有兩組，第一組風(fēng)機(jī)M1、M2 為工作風(fēng)機(jī)，第二組風(fēng)機(jī)M3、M4 為備用風(fēng)機(jī)。正常運(yùn)行時(shí)，工作風(fēng)機(jī)運(yùn)行，只有當(dāng)工作風(fēng)機(jī)電源開關(guān)斷開或者是工作風(fēng)機(jī)至少有一個(gè)擋風(fēng)板落下后就會(huì)切換到備用風(fēng)機(jī)運(yùn)行。如圖2 所示：工作風(fēng)機(jī)電源開關(guān)Q11，備用風(fēng)機(jī)電源開關(guān)Q12。

圖2

2.3 風(fēng)機(jī)自用電源K15 閉合的條件：

勵(lì)磁投入

同步電壓Uy%＞80%

自用電壓正常（K20 檢測電壓大于185 V）

2.4 風(fēng)機(jī)廠用電源K16 閉合的條件：

勵(lì)磁投入

自用電壓低（K20 檢測電壓低于185V）.

廠用電壓正常（K21 檢測電壓大185V）.

K15 未投。

2.5 工作風(fēng)機(jī)啟動(dòng)條件

當(dāng)整流橋陽極電壓大于額定值80%且有脈沖的情況下，發(fā)出啟工作風(fēng)機(jī)指令，K11 閉合工作風(fēng)機(jī)運(yùn)行，出風(fēng)擋板打開。運(yùn)行風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停風(fēng)后，出風(fēng)擋板會(huì)自動(dòng)掉下，通過位置開關(guān)接點(diǎn)S1 或S2，將風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)反饋給控制單元，則發(fā)啟備用風(fēng)機(jī)指令，K12 閉合備用風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

3 故障原因分析

針對(duì)#1 機(jī)組跳閘前#2、#3 整流柜濾網(wǎng)無風(fēng)壓情況，及觀察到的整流柜工作風(fēng)機(jī)檔板位置：#1 整流柜為一開一閉、#2 整流柜為全開、#3 整流柜為一開一閉的狀況，通過查閱資料，并與廠家溝通，利用5 月19 日至29 日#1 機(jī)停備時(shí)機(jī)，摸擬#1 機(jī)組當(dāng)時(shí)并網(wǎng)操作過程，進(jìn)行風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、切換試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，分析本次事件原因如下：

3.1 引起機(jī)組跳閘原因

查勵(lì)磁系統(tǒng)邏輯報(bào)文中有161、162（整流橋1、2 故障）報(bào)文，由于頁幅原因，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器LCP 屏幕162 故障報(bào)文未顯示。兩臺(tái)整流柜故障退出運(yùn)行，啟動(dòng)發(fā)變組A、B柜“勵(lì)磁系統(tǒng)聯(lián)跳”保護(hù)，機(jī)組大聯(lián)鎖動(dòng)作，機(jī)組跳閘。

3.2 整流柜冷卻風(fēng)機(jī)故障原因

風(fēng)機(jī)自用電源繼電器K15，只有在有勵(lì)磁投入指令，同步電壓Uy%＞80%且K20 檢測電壓大于185 V時(shí)發(fā)出。機(jī)組跳閘前檢查已發(fā)現(xiàn)#1 整流柜故障退出，#2、#3 整流柜冷卻系統(tǒng)均無風(fēng)壓，判斷風(fēng)機(jī)自用電源繼電器K15 未正確動(dòng)作，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)自用電源沒有投入；同時(shí)因K20 繼電器檢測到自用電壓正常，閉鎖廠用電源繼電器K16 切換，最終導(dǎo)致各整流柜風(fēng)機(jī)電源處于無電狀態(tài)。

3.3 #1 整流柜退出原因分析

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁投入升壓，當(dāng)整流橋陽極電壓大于額定值80%且有脈沖的情況下，發(fā)出啟工作風(fēng)機(jī)指令K11 線圈帶電接點(diǎn)閉合，因自用電源切換繼電器K15 未正常帶電，#1 整流柜兩臺(tái)工作風(fēng)機(jī)中一個(gè)擋板因過開在上一次停機(jī)時(shí)未關(guān)閉，其位置接點(diǎn)閉合發(fā)出“FAN FAIL”報(bào)警,#1 整流柜CIN板接受到該工作風(fēng)機(jī)擋板關(guān)閉位置信號(hào)后切換備用風(fēng)機(jī)，由于K15 故障，備用風(fēng)機(jī)也無法啟動(dòng)，備用風(fēng)機(jī)擋板位置信號(hào)送給整流柜CIN板，控制器判斷整流柜冷卻失效，延時(shí)10S后脈沖被閉鎖#1 整流柜退出運(yùn)行,“OFF”燈亮。

3.4 #2 整流柜退出原因分析

#2 整流柜因K15 故障無冷卻風(fēng)，由于工作風(fēng)機(jī)擋板上次停機(jī)時(shí)因過開未落下，該整流橋認(rèn)為冷卻系統(tǒng)運(yùn)行正常，有電流輸出480A。在檢查處理過程中因外界振動(dòng)使一個(gè)擋板“落下”，隨后重復(fù)#1 整流柜的風(fēng)機(jī)邏輯，最終報(bào)“OFF”退出運(yùn)行。

3.5 #3 整流柜未退出僅發(fā)報(bào)警

#3 整流柜有電流輸出480A，因工作風(fēng)機(jī)擋板狀態(tài)為一開一關(guān)位，擋板關(guān)位接點(diǎn)閉合發(fā)“FAN FAIL”報(bào)警, #3 整流柜的備用風(fēng)機(jī)輔助接點(diǎn)共用線壓線冷軋頭虛接，造成備用風(fēng)機(jī)擋板“落下”位置信號(hào)未正確送給#3 整流柜CIN 板，整流柜認(rèn)為備用風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，帶488A電流運(yùn)行至勵(lì)磁系統(tǒng)故障跳機(jī)。

4 防范措施

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前按照《電氣設(shè)備狀態(tài)檢查卡》認(rèn)真核對(duì)設(shè)備狀態(tài)；對(duì)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)操作票修定，增加“發(fā)電機(jī)升壓正常后就地檢查勵(lì)磁裝置運(yùn)行正?！保瑹o異常后再繼續(xù)并網(wǎng)操作；利用機(jī)組檢修或停備機(jī)會(huì)，將風(fēng)機(jī)電源切換繼電器K15、K16 更換為帶機(jī)械閉鎖的接觸器，檢查風(fēng)機(jī)擋板位置開關(guān)，加裝擋板限位；對(duì)整流柜工作風(fēng)機(jī)和備用風(fēng)機(jī)互換，避免工作風(fēng)機(jī)因長期運(yùn)行發(fā)生故障。

5 結(jié)論

勵(lì)磁冷卻系統(tǒng)方面的故障很多，比如濾網(wǎng)堵塞、電源切換繼電器接點(diǎn)接觸不良、風(fēng)扇電機(jī)燒毀、風(fēng)機(jī)出力不足、出口擋板轉(zhuǎn)軸卡澀等等，輕則造成起勵(lì)失敗、整流柜退出運(yùn)行，重則導(dǎo)致機(jī)組跳閘，因此要求維護(hù)工作應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，加強(qiáng)巡檢，定期試驗(yàn)，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，降低事故發(fā)生概率。