發電機組廠用電切換失敗跳閘原因分析及處理措施

摘要：介紹某電廠1號350MW發電機組廠用電切換失敗跳閘事故的經過，通過分析故障錄波圖、快切裝置事件記錄、機組跳閘保護動作、故障現象和現場檢查情況，認為開關設備運行時間太長，動作不靈活，導致切換失敗是事故的主要原因，并提出處理措施及建議。

關鍵詞：廠用電 切換 解耦合 失敗 老化 卡澀

1 概述

某電廠一期工程建設2臺進口350MW亞臨界凝汽式燃煤發電機組，分別于1990年8月和12月投產。

6KV廠用電分1A1、1A2兩段，由#1單元變壓器及#1啟動變壓器供電；1A2段與一單元6KV公用CS1段設聯絡開關。6KV廠用電采用的EPOCLAD型6KV可移開式真空斷路器開關裝置是意大利Magrini公司1987年產品；6KV開關配備的是7VO40型意大利Magrini公司落地小車型開關。

2011年2月15日20：10，1號機組D級檢修后并網，23：30，機組帶167MW負荷，申請省調同意后進行1號機組廠用電切換試驗。在進行1A2段切換過程中失敗，1A2段母線失電，B側廠用動力全失，運行的1A一次風機因過電流跳閘，23：35，1號機組黑爐膛保護動作跳閘。事后，將備用電源進線6112開關拉出，檢查、清掃開關操作機構及輔助接點，進行模擬切換實驗，模擬切換實驗均成功，2月16日6：54，1號機組恢復并網，11：45，重新進行廠用電切換試驗成功。

2 發電機組跳閘原因分析

2.1 廠用電切換失敗 根據故障錄波圖及快切裝置事件記錄判斷，1A2段快切裝置動作正常，根據現場檢查情況，在對備用電源進線6102開關檢查時，發現備用進線6102開關分閘機構存在問題，導致此次快切時分閘時間較長，而引發切換裝置“解耦合”功能啟動，致使1A2段廠用電切換失敗。

2.1.1 故障錄波圖及快切裝置事件記錄分析。廠用電切換時，運行人員在DCS遠方發切換指令至快切裝置，快切裝置先發合工作電源進線開關6112開關脈沖信號，6112開關合上后，快切裝置發跳備用電源進線6102開關脈沖信號，6102開關未跳開，6102開關電流仍存在（圖一：故障錄波圖），快切裝置經過一個開關跳閘時間（60ms）后在2011-02-15 23：15：12.703毫秒發HSTD Variant 1Transfer 2->1 Failed報警記錄（表一），快切失敗。

此時，6112開關與6102開關并列運行，快切裝置判斷系統耦合，切換2->1失敗。經過延時100ms后快切裝置發解耦合跳6112開關脈沖信號，6112開關跳開，同時快切裝置在2011-02-15 23：15：12.960毫秒發HSTD Variant 1 CB1 Open Decoupling 69ms報警記錄（表一）。

由錄波圖觀察，6112開關解耦合跳開后經250毫秒，6102開關突然跳開，從而導致1A2段母線失去電源，母線失壓1秒后，母線低電壓保護動作啟動快切裝置合6102開關，母線電壓恢復正常。

分析為DCS啟動切換時，快切裝置發過跳6102開關脈沖信號（脈寬最大200ms），開關機構由于存在缺陷導致開關未馬上跳開，而經過約500毫秒延時后才跳開。

2.1.2 現場檢查情況。在對備用電源進線6102開關檢查時，發現備用進線6102開關分閘機構存在問題（圖二：開關機構）：開關上灰塵較多，開關內分合閘機構及輔助接點均有老化現象，運行可靠性降低。

2.1.3 檢修情況。備用進線6102開關最近一次檢修是2009年10月份B級檢修時對開關進行了清掃檢修和潤滑，2010年1號機組沒有安排檢修，2011年D級檢修時，1號機組停機后就合入6102開關，由于檢修時間短，母線沒有停電，此開關也沒有進行清掃檢查，機構由于老化、潤滑不好存在卡澀、轉動不靈活隱患。

2.2 發電機組跳閘 1A2段廠用電母線失電后，所帶動力全失。1B一次風機跳閘后，因其出口擋板和冷風聯絡擋板均為電動擋板，存在動作遲滯問題，造成1A一次風機出口風道短路回流，一次風母管壓力由820mm 水柱快速下降至320mm 水柱，為維持一次風母管壓力，1A一次風機快速自動增加出力導致過電流跳閘，最終鍋爐黑爐膛保護動作機組跳閘。

3 處理及防范措施

①該廠一期6KV進線開關為意大利馬格里尼公司1985年產品，投運至今已運行長達23年之久，機構出現老化磨損現象，真空泡已超壽命周期，制定技改計劃逐步更換一期6KV開關及附屬設備。在開關沒有更換前，縮短備用進線6102開關的維修周期，加強對備用進線6102開關的檢修維護，確保良好狀態，避免類似問題再次發生。②將廠用電切換定為重大風險操作，在進行類似切換試驗時，嚴格執行相關組織、技術和安全措施，做好防止切換失敗后機組跳閘的事故預想。③一期6KV廠用電母線低電壓定值<80%，1s后切除小于2000KW的動力，快切裝置低電壓合備用進線定值也為1s，修改母線低電壓跳動力和母線低電壓合備用進線開關的時間定值，使母線低電壓跳動力前先合上備用進線開關，避免動力跳閘后引起機組跳閘。利用檢修或機組停備機會，將母線低電壓后1s切除小于2000KW的動力改為1.1s，將快切裝置低電壓合備用進線定值改為800ms。④在設備更新前，探討機組在并網后廠用電切換時暫不使用快切裝置，而繼續采用手動切換方式的可行性。⑤加強運行培訓，提高運行人員事故處理水平。⑥舉一反三，對類似高壓開關進行檢查，防范于未然。

4 結束語

廠用電切換快切裝置的可靠性極高，一般不會發生切換不成功的現象，但切換時涉及到開關本身機構問題導致切換不成功的現象是比較常見的。此次事故主要是開關設備運行時間太長，動作不靈活，導致切換失敗，切換失敗后所帶動力全失，進而引起機組跳閘。經過分析開關設備動作不靈活使運行時間太長，但對運行時間太長的開關設備縮短維修周期以及在切換時做好事故預想，就能避免一次發電機組的緊急跳閘，進而減小對電網系統的影響。

參考文獻：

[1]陳繼武，王正風，王昌久.廠用電切換引起廠變過流保護誤動作的分析和研究[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2002（01）.

[2]尹松.700MW機組廠用電切換失敗導致機組解列的事故分析及防范措施[J].華電技術，2012（08）.

[3]兀鵬越，陳少華，孫鋼虎，王團結，劉曉航.不同接線形式的廠用電切換試驗及分析[J].現代電力，2011（06）.