一起發電機失磁保護動作跳閘事件原因分析及防范措施

一起發電機失磁保護動作跳閘事件原因分析及防范措施

劉建

(安徽華電宿州發電有限公司，安徽 宿州 234101)

摘要：主要對某電廠因發電機勵磁系統故障導致機組跳閘事件的原因進行分析，并據此制定相應的防范措施，為確保發電機勵磁系統的安全穩定運行提供了技術支持。

關鍵詞：超溫；失磁；保護跳閘；防范措施

收稿日期:2015-04-21

作者簡介：劉建(1983—)，男，山東鄒城人，助理工程師，主要從事發電廠電氣運行工作。

0引言

某電廠2×300 MW亞臨界機組配置ABB公司提供的UNITROL-F系列雙自動微機勵磁調節器裝置，型號為AFT-O/C7P3-D300。該裝置由兩個獨立的勵磁模塊組成，每個勵磁模塊主要由主控板CON-2、電源板POW-1、功率接口板UNS2861C、信號處理板、電源模塊、電力系統穩定器、功率橋組成。勵磁調節器每個通道內置自動和手動兩種工作模式，手動模式自動跟蹤自動模式；自動模式用來調節發電機機端電壓恒定，手動模式用來維持勵磁電流恒定；手動模式是自動模式的備用運行模式，主要用于設備調試、維護或故障；當在線通道故障時，由控制邏輯執行通道切換過程，投入備用通道運行，當備用通道再故障時，由控制邏輯執行運行模式切換過程，投入備用通道的手動模式。

1事件經過

2013年10月24日09：22：00，#1機組有功負荷281 MW，無功負荷103 Mvar，定子電壓20.18 kV，勵磁電壓161 V，備勵輸出電流178 A。09：23：00，運行監盤人員發現#1機組無功負荷由98 Mvar迅速下降至50 Mvar，立即點擊備勵增磁按鈕，但無功負荷繼續下降。09：23：07，#1機組出口開關、FMK、整流柜QFⅠ/QFⅡ/QFⅢ、備勵QF開關跳閘，#1號發變組跳閘。

2現場檢查情況

2.1#1機組跳閘前勵磁方式

2013年10月24日#1機組大修后機組啟動，24日03：10汽輪機轉速升到3 000 r/min后，在進行勵磁調節器空載特性試驗時，勵磁調節器2號通道試驗正常，在進行1號通道試驗過程中出現異常。電氣維護人員將勵磁調節器設定為2號通道單通道運行，備用勵磁調節器投入備用。06：00，#1機組并網帶負荷至60 MW；06：33，勵磁調節器2號通道溫度高報警退出，自動切換為備用勵磁調節器運行，至10月24日09：23機組跳閘前，一直為備用勵磁調節器運行。

2.2保護動作情況及設備檢查情況

發變組保護柜“失磁保護”信號發出；現場對備用勵磁調節器進行檢查未發現異常，通過試驗檢查備用勵磁調節器輸出波形正常；對勵磁機滑環、發電機整流柜和發電機滑環進行檢查，未發現異常。

2.3故障錄波情況

09：23：00，發電機機端電壓開始降低，高廠變低壓側電壓、6 kV母線電壓、400 V母線電壓、發電機轉子電壓開始下降；09：23：07，發電機出口開關跳閘。跳閘前發電機機端電壓由10.3 kV降至9.3 kV，400 V母線電壓由370 V降至350 V，發電機轉子電壓由161 V降至141 V。

3原因分析

3.1發電機失磁保護動作原因

早峰時段，電網潮流波動較大，無功需求量增加，此時#1機備用勵磁調節器是手動開環調節方式，當發電機電壓降低時，備用勵磁調節器電源電壓隨之降低，勵磁電流變小，無功減小，導致發電機進入進相運行狀態，最終觸發“失磁保護”保護動作，機組跳閘。

3.2勵磁調節器1號通道故障原因

進行勵磁調節器空載特性試驗，試驗人員在1號通道上電時發現其不能工作。檢查發現為主控板上電時發生元件擊穿，主控板、信號處理板損壞，導致勵磁調節器1號通道故障。

3.3勵磁調節器2號通道故障原因

勵磁調節器1號通道發生故障后，試驗人員將勵磁調節器設定為2號通道單通道運行方式時，沒有對2號通道風扇運行方式進行設定，而該系統默認優選1號通道風扇運轉，導致2號通道單通道運行時頂部風扇沒有投入運行，40 min后2號通道超溫退出，自動切換為備用勵磁調節器運行。

4處理情況

(1) 對勵磁調節器1號通道損壞的主控板、信號處理板進行整體更換，并進行相關調試、試驗。

(2) 勵磁通道切換試驗正常，將勵磁調節器通道切至1號通道運行，機組啟動后未發現任何異常。

5暴露的主要問題

(1) 試驗人員將勵磁調節器強制設定為2號單通道運行方式時，沒有對2號通道風扇運行方式進行相應設定，導致2號通道運行中超溫退出。

(2) 運行人員處理該類型突發事件經驗不足，當發電機機端電壓、無功負荷下降時，未能及時調整勵磁參數，導致發電機進入進相運行，最終造成失磁保護動作。

(3) 對于發電機在手動備用勵磁方式下運行的危險點分析不到位，沒有做好相應的防范措施。

(4) 在機組并列前，未及時對勵磁調節器1號通道出現的問題進行處理，導致機組帶病運行。

6防范措施

(1) 對于機組啟動過程中出現的缺陷，要嚴格執行逐級匯報制度。

(2) 機組啟動過程中出現的缺陷未處理好的，嚴禁帶至運行機組中去。

(3) 定期執行勵磁調節器的通道切換試驗，切換時嚴格執行操作票制度，并做好相關的切換記錄。

(4) 機組正常運行時，嚴禁退出勵磁調節器自動方式。

(5) 加強檢修、運行人員業務技能培訓，提高業務水平及應急處理能力；如監盤發現發電機機端電壓、無功負荷出現異常變化，應及時調整相應勵磁參數，防止造成保護動作。

(6) 對于重大操作、試驗和非正常運行方式，要及時制定完善的試驗方案和技術措施，進行危險點分析并制定相應防范措施，同時跟蹤做好監督落實。

(7) 制定勵磁調節器強制單通道運行模式下的典型安全技術措施，將通道風扇調整相應寫入措施內并嚴格執行。

7結語

通過對發電機失磁保護動作跳閘的原因進行分析，制定相應的防范措施，有效地解決了因勵磁系統通道故障導致機組跳閘的問題，確保了機組的安全穩定運行，同時為其他電廠處理同類問題提供了技術支持。

[參考文獻]

[1]朱曉瑾.ABB UNITROL-F勵磁調節器在汽輪發電機組中的應用[C]//資源節約 環境友好型電力技術論壇論文集，2008.

[2]ABB公司.UNITROL-F勵磁系統使用說明書[Z]，2005.