油罐油壓低跳閘動作事故原因分析及處理

周 楊，鄭樹寶

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山 064300）

0 引言

潘家口電廠位于河北省遷西縣內(nèi)，電站設(shè)計安裝3臺裝機容量為9 MW的混流式水泵水輪機。水泵水輪機在穩(wěn)定運行工作中，油系統(tǒng)會產(chǎn)生不同類型的故障。針對在不同類型故障中，跳閘動作故障會給設(shè)備安全穩(wěn)定運行帶來巨大的影響，文中對其跳閘的原因進行分析研究，并找到合理有效的解決方法，使設(shè)備處于正常穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

1 事情發(fā)生經(jīng)過

潘家口抽水蓄能電廠事故障前運行方式：潘遵Ⅰ回線運行，潘遵Ⅱ回線經(jīng)母聯(lián)聯(lián)絡(luò)運行；四母線帶4號主變運行，五母線帶2號、3號主變運行。4號主變帶廠用電Ⅱ段，兩段分段運行。2020年10月20日22：55，調(diào)令2號機組抽水，帶-60 MW負荷抽水運行。2020年10月21日00：40：40，機組事故停機接力器關(guān)閉后，油罐油壓油位恢復(fù)正常，此時油位約為1 800 mm，油壓0.48 MPa。整個過程油壓曲線如圖1所示。

圖1 油壓曲線

故障后運行方式：潘遵I回線運行，潘遵Ⅱ回線經(jīng)母聯(lián)聯(lián)絡(luò)運行；四母線帶4號主變運行，五母線帶2號、3號主變運行。4號主變帶廠用電Ⅱ段，兩段分段運行。2號機組事故退出；3號，4號機機組帶-60 MW負荷抽水運行。

值守人員將2號機組保護動作及機組跳機情況匯報網(wǎng)調(diào)，并通知運維負責人、值班主任和部門領(lǐng)導(dǎo)。操作/ON-CALL人員現(xiàn)地檢查2號機調(diào)速器壓油裝置1號控制盤2OSP1盤流程動作信息正確無誤，檢查2號機組油壓裝置油位及油壓均已恢復(fù)正常。2號機組事故停機流程執(zhí)行完畢后，經(jīng)調(diào)度同意將2號機組由備用轉(zhuǎn)檢修，并立即通知相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場進行檢查。2號機組甩負荷停機，組織各專業(yè)人員對發(fā)電機定轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)動部件、水車室機械部分等進行全面檢查，未見異常。

2 事件狀況排查

根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)故障、流程信息及油壓裝置控制盤檢查情況分析，可以初步判斷為2號機組用油設(shè)備用油量劇增，造成油壓裝置油位下降，導(dǎo)致低油壓跳閘動作，機組跳機。

2.1 油壓裝置供油系統(tǒng)檢查情況

油壓裝置壓力供油系統(tǒng)由兩臺油泵及相關(guān)閥組組成如圖2所示，當油壓裝置達到啟泵油位，啟動一臺油泵，如果油位繼續(xù)下降達到報警油位時，啟動備用泵，兩臺泵同時供油，油泵是否往油壓裝置供油可通過每臺油泵出口壓力開關(guān)和出口壓力表進行判斷，本次事件中根據(jù)油壓裝置控制盤顯示信息看出油泵均已正常啟動（“泵出口壓力正常”即為壓力開關(guān)）。對間歇安全閥、間歇配壓閥和油泵出口卸荷安全閥進行檢查未發(fā)現(xiàn)異常，進行主備油泵啟動試驗各10次，試驗結(jié)果均正常，供油正常，排除油壓裝置供油系統(tǒng)問題。

圖2 壓力供油系統(tǒng)組成

2.2 油壓裝置用油設(shè)備檢查情況

檢查油壓裝置外圍設(shè)備及管路，未發(fā)現(xiàn)異常；檢查油壓裝置油箱油位與標記一致。故判斷320油罐油位下降為調(diào)速器系統(tǒng)內(nèi)漏導(dǎo)致，需進一步排查分析。

調(diào)取調(diào)速器系統(tǒng)運行開度曲線如圖3所示，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉從00：38：27開始4 s內(nèi)下降了2%的開度，調(diào)速器試圖調(diào)整為正常狀態(tài)，此時主配一直在開方向往接力器開腔配油打開導(dǎo)葉，但此期間導(dǎo)葉并未打開，整個過程持續(xù)了約30 s，在這30 s時間內(nèi)，油壓、油位持續(xù)下降，達到低油壓跳閘，調(diào)速系統(tǒng)收到機械事故停機信號，導(dǎo)葉關(guān)閉。

圖3 調(diào)速器系統(tǒng)運行開度曲線

將開度曲線與油壓裝置壓力曲線進行對比，導(dǎo)葉開度與油壓裝置油壓曲線如圖4所示，油壓確從導(dǎo)葉開度發(fā)生變化開始便不斷下降，30 s左右的時間達到跳閘油壓后，機組機械事故停機，導(dǎo)葉開始關(guān)閉后在油泵的作用下油壓裝置慢慢恢復(fù)正常。

圖4 導(dǎo)葉開度與油壓裝置油壓曲線對比

從以上現(xiàn)象分析，油位下降原因可能為：主配放大板故障引起主配抽動；接力器開關(guān)腔竄油；調(diào)速器控制系統(tǒng)電磁閥故障；主配壓閥或事故配壓閥內(nèi)漏。對調(diào)速器主配放大板進行檢查，振蕩電源交流電壓為 3.998 V（正常范圍3.5~5 V），頻率為1.787 kHz（正常范圍 1.7~1.8 kHz），均在正常范圍內(nèi)。落下2號進水口快速門，進行接力器動作試驗。首先將接力器開至本次故障開度（70%），穩(wěn)定10 min，在17%、30%、50%、70%、100%開度下進行小幅度接力器開關(guān)試驗，從全關(guān)到全開油壓裝置油罐油位下降約200 mm，全開到全關(guān)油位下降約200 mm，實驗過程中，油泵啟停正常，接力器動作平穩(wěn)，未發(fā)現(xiàn)明顯竄油現(xiàn)象。

對調(diào)速器控制的電磁閥進行檢查，閥芯動作靈活，線圈阻值測量正常，詳見表1。

表1 電磁閥阻值結(jié)果

對主配壓閥和事故配壓閥進行解體檢查，閥芯表面光滑，無劃痕，動作靈活。對主配壓閥和事故配壓閥控制油管路解體，進行吹掃檢查，發(fā)現(xiàn)821電磁閥至事故配壓閥供油管路（管徑Φ18 mm）中存在損壞的橡膠密封條，如圖5所示。

圖5 損壞的橡膠密封條

3 故障點確定及處理

3.1 確定故障點

組織召開了專題分析會，對調(diào)速器耗油量劇增且接力器不動原因進行討論，結(jié)果如下：

事故配壓閥供油管路由于雜物堵塞，事故配壓閥下腔壓力下降，事故配壓閥向下動作至某一位置，當電調(diào)發(fā)出開導(dǎo)葉信號，主配壓閥開方向通油,通過事故配壓閥向接力器開腔供油時，由于事故配壓閥未在全開位置，壓力油直接通主配壓閥和事故配壓閥排回油箱，油路徑如圖6所示。

圖6 油路徑示意

3.2 處理步驟

將事故配壓閥控制油管路兩端解開后，進行油管路清掃，管路內(nèi)部清理;對其余控制油管路進行清掃檢查。對821電磁閥閥座密封進行檢查，密封完好（初步懷疑，雜物源于密封條更換時，對老化密封條清理時，破損遺漏）。將所有管路及電磁閥回裝完畢，進行機組空載試驗，試驗正常。

4 故障原因分析及故障機理復(fù)原

機組檢修期間，821電磁閥損壞的密封件遺留在管路內(nèi)部，隨著管路中壓力油來回運動，偶然堵塞在管路中管徑較小的位置。機組抽水穩(wěn)態(tài)運行過程中，事故配壓閥控制油管路中的雜物偶然堵塞在管路中管徑較小的位置，導(dǎo)致事故配壓閥下腔壓力下降，事故配壓閥向下運動，接力器關(guān)腔壓力下降，接力器向關(guān)側(cè)運行一小段距離，此時調(diào)速器系統(tǒng)發(fā)出調(diào)節(jié)信號，主配壓閥向開方向運動，但由于事故配壓閥未完全在打開位置，壓力油通過事故配壓閥向接力器開關(guān)腔同時供油，兩腔壓力恒定，導(dǎo)致接力器無法動作，壓力油直接通過主配壓閥和事故配壓閥泄回油箱，油位快速下降，造成低油壓、低油位跳閘動作，機組跳機。

5 結(jié)論

通過對這次事故的分析及處理，有效地解決因油壓過低而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)跳閘的故障，給以后的工作積累了寶貴的經(jīng)驗，確保機組能夠處于正常的工作狀態(tài)。