一起廠用電失壓造成機組停運事件的原因分析與對策

陳澄生

摘 要：簡要分析了某發電廠1臺200 MW汽輪發電機組運行過程中發電機出口斷路器突然跳閘，廠用電源開關切換不成功，造成廠用電系統失壓機組被迫停運異常事件的原因，并提出了相應的改進措施，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：廠用電；失壓；快切裝置；汽輪發電機組

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.034

1 概述

某發電廠1臺#8（200 MW）汽輪發電機組，發電機型號QFQS-200-2.機組正常運行時，6 kVA、B段廠用電系統分段同時運行，由本機高壓廠用變壓器進行供電，將#08高壓啟動變接110 kV系統作為6 kV廠用電系統的備用電源。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。廠用電聯接方式如圖1所示。

2 事件經過

事件發生前，該廠#8（200 MW）機組滿負荷運行，發電機組各運行參數正常。突然發變組出口主斷路器跳閘，無任何保護信號報警，聯跳汽機、鍋爐MFT。電氣運行人員檢查發現，發電機滅磁開關和6 kV廠用電工作電源開關均未跳閘，立即進行廠用電源的切換操作，在CRT上啟動6 kV8B段快切裝置，但是，快切裝置切換失敗，裝置閉鎖燈亮。運行人員馬上調出6 kV8A段快切裝置控制面板，準備切換至備用電源供電，但發現B段快切裝置閉鎖燈已亮，裝置閉鎖操作。至此，機組A，B兩段6 kV廠用電源均轉換失敗，6 kV母線電壓快速下降，所有廠用高、低壓電機跳閘停運，機組被迫停機、停爐。

3 廠用電失壓原因分析

發變組出口斷路器跳閘導致機組與系統解列，如果廠用電系統能正常轉換，就不會發生停機、停爐事故。導致此次停機、停爐的直接原因是，6 kV廠用電系統失壓未能保住。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2套MFC2000-2型廠用電快速切換裝置，但并未發現問題，2套裝置參數設置和性能均良好，相關切換試驗都正常，因此，排除了快切裝置本身的原因。接下來，針對當時2套裝置均出現閉鎖信號的原因進行了分析，發現當時發變組出口斷路器跳閘后，聯跳汽機和鍋爐MFT，而發電機滅磁開關和6 kV8A、8B段工作電源開關均未跳閘，發電機解列但未滅磁，發電機在跳閘后汽輪機轉速下降過程中仍繼續向高壓廠變輸送電能。所以當運行人員切換6 kV8B段電源時，快切裝置控制面板并無閉鎖信號。裝置正常時是將切換方式選擇在“并切”狀態，即先同期合上備用電源開關，然后才切開工作電源開關。此時，由于發電機已解列，隨著汽輪機轉速的降低，高壓廠變和啟動變已不是2個同期的系統，所以啟動快切裝置后，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的原因。

然而，6 kV8A段快切裝置運行人員并未啟動，為什么出現了閉鎖信號呢？原來汽輪機跳閘后，機組轉速下降進入惰走狀態，發電機解列但未滅磁，所以，發電機端電壓并不是馬上降到零，而是有一個逐漸下降的過程。結果快切裝置檢測認為是發生了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，最終導致廠用電系統中斷，機組被迫停機、停爐。以上的分析結果在機組重新啟動，發電機零起升壓后進行的試驗中均得到了驗證。

4 結論

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

5 改進措施

為了解決發電機組跳閘后發電機滅磁開關和6 kV廠用電工作電源開關未跳閘，廠用電快切裝置不能切換備用電源供電的問題，保證廠用電系統的供電可靠性，工作人員可在發變組出口斷路器跳閘后直接啟動廠用電快切裝置的回路。當發變組斷路器跳閘時，廠用電快切裝置自動啟動，立即跳開6 kV母線工作電源開關聯鎖，投入備用電源開關。在此過程中，不再依靠運行人員的判斷和手動操作，大大提高了廠用電系統供電的可靠性，確保了主機的安全。

6 結束語

現代大容量火力發電機組均采用機、爐、電單元集中控制方式，其廠用電系統的安全性和可靠性對整個機組乃至整個電廠運行的安全性、可靠性有相當重要的影響，而廠用電切換則是整個廠用電系統的重要環節。目前，大型發電廠6 kV廠用電系統采用快速切換裝置進行工作電源與備用電源之間的切換操作。該裝置運行可靠性高，電源切換迅速擾動小，為廠用電系統的正常不間斷供電提供了很好的技術保障。本文針對機組出現異常時廠用電快切裝置不能完成自動切換的原因進行了分析，并制訂了改進措施，有效解決了問題，極大地提高了廠用電系統供電的可靠性，確保主機的安全，具有非常重要的現實意義。

參考文獻

[1]李駿年.電力系統繼電保護[M].北京：中國電力出版社，1993.

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〔編輯：白潔〕