柴發保安電源異常引起百萬機組跳閘分析和探討

汪磊

保安電源為避免全廠事故停電時造成機組失控、損壞設備、影響電廠長期不能恢復供電而設置的向事故保安負荷供電的電源。各電廠保安電源一次接線方式配置和切換邏輯不盡相同，各電廠也有保安電源相關的改造和優化方式。本文就一起柴發保安電源不合理的接線和配置引起的百萬機組跳閘做分析，提出優化邏輯意見。

關鍵詞 ?柴發PLC，保安電源

1 概述

1000MW機組保安電源如下圖1所示，400V保安A段和B段主電源分別經保安變A＼B取自各自10kV中壓開關，400V保安A段和保安B段之間有聯絡開關，柴發分別向經各自的分支應急開關AEe1或BEe1向保安段供后備電源。柴發系統采用偉柏公司的成套設備。

當發生任一保安段失電后，柴發PLC檢測到低電壓繼電器接點閉合，判斷此時保安進線是否是無故障跳閘，如果是無故障跳閘，則柴發PLC判別另外一段是否失電，如正常則PLC發跳保安進線AL或BL指令后，柴發PLC發指令將聯絡開關AB合上;若發現另外一段無電則啟動柴發應急程序，投入熱備的柴發分支應急開關AEe1或BEe1，經柴發滿速啟勵條件后，投柴發出口EM開關，保安段恢復供電。

恢復正常方式：聯絡AB→AL保安進線，自動無此種方式。可將柴發PLC程控開關切至手動，手動分AB開關，再合AL保安進線開關。若不將柴發PLC程控開關切至自動方式，則AB聯絡分時，判斷對應的保安A段低電壓，合AEe1應急進線，啟動柴發，當轉速達到并啟勵后，合柴發出口開關EM。

2 事故經過

某日1000MW機組正常運行，突然發變組非電量保護屏斷水保護動作，全停出口LOCKOUT繼電器動作，機組跳閘。運行確認保安段A/B同時發生異常失電，發變組非電量保護屏顯示為斷水保護跳閘，經運行人員反饋斷水保護動作原因為定子冷卻水泵A、B同時失電引起，定子冷卻水泵A、B同時失電是因為400V保安進線電源進線開關A、B同時跳閘，400V保安母線短時失電造成。經檢查保安電源開關AL＼BL就地顯示為外部分閘，無保護動作信號。

3 原因分析

3.1造成保安電源跳閘的可能

保安變10kV聯跳（含保安變溫度高跳閘）、DCS手動分閘、運行操作臺緊急分閘按鈕操作、400V保安電源A＼B開關保護動作、柴發PLC遠控同時發AL保安進線和BL保安進線跳閘指令。

3.2 檢查情況

經現場各裝置和回路，DCS操作員操作歷史行為正常，運行操作臺緊急分閘按鈕有保護罩無異常誤操作，就地AL＼BL保安進線無電流保護動作信號，保安變A/B無保護動作信號，分析為柴發PLC誤啟動，跳保安電源進線A/B，合兩路應急開關AEe1＼BEe1，啟動柴發最終由柴發供電兩個保安段。

3.3 誤動原因分析

保安A段和保安B段模擬電壓量送至柴發房控制盤電壓繼電器，電壓繼電器常開接點至PLC的DI卡件，正常電壓情況下，電壓常開接點閉合，DI卡開入置1。分析判斷柴發PLC誤判正常的保安段失電引起保安進線跳閘，柴油發電機誤啟動。柴發控制盤內柴發PLC現場柴發PLC開入為24V弱電開入，除了柴發房開關接點和柴發控制盤繼電器外，該弱電開入還引用了保安段開關室內的AL＼BL＼AB三個開關的位置接點。不符合國網公司十八項反措，15.6.5條，屏外引入的開入應采用220/110DC電源。根據現場檢查發現柴發控制盤內大量的電源線一個設備接一個設備并接電源81和87號線，任一個元器件中間接線松動將造成回路下游電源失電，發現柴發PLC的開入DI卡開入正電源無電，接點閉合情況不能正常反映到開入中，引起柴發PLC誤啟動邏輯切除保安段正常供電，最終引起機組跳閘。

3.4 臨時糾正措施

將柴發控制盤正電源81負電源87由并接線方式，調整為集中端子排方式，避免多根導線并接同一個端子，避免某一個接線松動，造成多個開入量變位，滿足邏輯條件，誤跳保安段工作進線。

將開入量常開接點開入邏輯改為常閉接點開入邏輯，避免接線松動引起開入誤變位。

4 邏輯優化方案

4.1基建設計柴發PLC控制整個保安系統的六臺開關，若柴發PLC有問題影響較大，保安系統處于極度危險之中，為避免這種情況將柴發PLC跳保安進線AL＼BL和保安聯絡AB開關的功能，采集保安進線AL＼BL和保安聯絡AB開關量狀態功能，采集兩段保安段電壓功能均取消，這三部分部分功能DCS均已經采集了，不用重新敷設電纜接線。在DCS邏輯中組態，DCS的接線和可靠度高于柴發PLC，且DCS的邏輯修改較偉柏柴發PLC封閉邏輯修改方便。

4.2 DCS邏輯增加，判斷任意保安段無故障失壓，延時跳失壓所在段的保安進線，發合聯絡開關命令，若聯絡沒有合上電壓仍然沒有建立，發啟動柴發指令，由柴發PLC按邏輯設置啟動柴發。增加聯絡開關手動分閘切換保安進線合閘邏輯。

4.2柴發PLC僅控制柴發房的相關內容：即柴發的啟動勵磁調節和停止，應急出口開關AEe1＼BEe1合分閘，柴發出口開關EM的合分閘。杜絕弱電開入遠距離采集開關量狀態易受干擾誤變位的可能。

4.3 引入外購一次電源，將外購一次電源接入柴發出口母線上，將外購一次電源作為前置或后置電源，當意外柴發不可投時，使用外購電保證保安段供電安全。

5結束語

本文通過保安電段異常跳閘事件，最終造成百萬機組跳閘，是一次極為深刻的教訓，本文對邏輯進行了研究，作出了優化方案。削弱偉柏PLC的控制范圍，由DCS邏輯實現增強了可靠性，簡化了回路避免了弱電受干擾誤開入的可能。提高了保安系統自動控制的可靠性。

參考文獻：

[1] 阮柏松 . 百萬機組保安電源邏輯優化的研究 [A]. 低碳世界， 2016 （ 8 ）： 271.

[2] 國家電網十八項反措2018版. 國家電網設備2018（979號）：158