一起發電機出口開關偷跳事故分析

卓 玲

廣東省連州發電廠，廣東清遠 513400

1 事故前狀態

1月26日8：35：36，＃4機組負荷82mW，＃4主變高壓側開關掛220kVⅡ母線運行，系統穩定無擾動，機組運行正常。

2 事件經過

1月26日8：35，接班人員定期試驗＃4機直流照明，合上直流照明電源，檢查直流照明燈正常后切換至交流電源。同時，電氣監盤人員發現二期集控室事故照明亮10秒左右，集控室事故照明燈滅，BTG事故喇叭響、警鈴響，#4機BTG盤發出“直流系統故障”、“斷流器事故跳閘”、“主變冷卻器故障發信”、“熱工跳閘”、“滅磁開關跳閘”、“DCS電氣告警”報警；DCS畫面上出現“冷卻器全停延時跳”、“#1功率柜電源掉電”、“#2功率柜電源掉電”、“220KV斷路器操作機構電機啟動”報警，并顯示2204、4FMK、671、681開關跳閘，2208、670、680開關自投成功，#4機、爐MCC自動切換到備用電源。

3 事故調查經過及原因分析

3.1 對電氣設備的檢查、分析

3.1.1 事故現象、記錄分析

#4機組跳閘后，到#4機電氣保護室檢查錄波器、保護動作情況及直流系統運行情況， 從所見現象可分析并斷定：1）＃4機組跳閘瞬間確有直流系統負極接地故障存在；2）＃4機組跳閘是由發變組出口開關跳閘引起；3）＃4發變組出口開關跳閘不是人為手動切除，排除運行誤操作的可能性；4）＃4發變組出口開關跳閘不是保護動作引起，但開關控制回路的動作響應正常；5）＃4發變組出口開關跳閘不是系統故障引起。

3.1.2 對#4機直流系統以及開關控制回路的檢查、試驗

導致2204開關跳閘的原因有：

1）133接通+KM1，即急停按鈕TA1、TA2常開接點同時導通或者DCS分閘回路接通，通過手動分閘回路切開2204開關。從當時2204開關三相操作箱上“合后位置”指示燈亮（如果手動分閘回路切開2204開關，操作箱上“合后位置”指示燈會熄滅），可以排除這一可能；

2）133’（233’）接通 +KM1（+KM2），即保護動作跳開 2204開關，保護裝置、操作箱保護動作指示燈及故障錄波圖均反映保護沒有動作，這一可能也可以排除；

3）從開關的結構原理分析，基本可以排除機械方面原因引起的開關偷跳；

4）電氣方面導致的開關偷跳，則Ⅰ組或Ⅱ組跳閘線圈必須勵磁，下列幾種情況可能導Ⅰ組或Ⅱ組跳閘線圈勵磁：

（1）144（146）接通 +KM1（+KM2），或 144（146）通過直流系統與交流電源混聯與交流220V火線導通，同時102（202）與交流220V零線導通，導致2204開關偷跳。從2204開關跳閘的同時，電氣運行人員在做#4機組事故照明切換試驗，切換過程中出現#4機“直流系統故障”告警的現象可以斷定（2009年1月14日發生的2204開關偷跳，當時運行人員也在操作事故照明回路，當時也出現了#4機“直流系統故障”告警），2204開關偷跳是由于事故照明切換過程中交流電源混入直流系統引起。從模擬交流混入直流系統的試驗結果看，2204開關均不跳閘，由于無法真實模擬開關偷跳時的直流系統運行情況，這一可能性尚無法確定。

（2）手跳繼電器STJ動作，即133經過對地電容與+KM1（+KM2）構成回路，使STJ動作。經咨詢發變組保護廠家北京四方技術人員，廠家曾經做過三相操作箱133回路接地試驗，133電纜長度在300m以上，對地電容足夠大的情況下，手跳繼電器STJ會動作，且“合后位置”指示燈不一定會熄滅。廣東省連州發電廠133對地電容為0.300μF，長度在50m以內。經試驗，133直接接地，2204開關不動作。由于事故照明切換過程中±KM1（±KM2）的電壓無法確定，因此，這一可能性尚無法確定。

（3）由于Ⅰ、Ⅱ組跳閘線圈的動作電壓和功率較大（90V，39W以上），且144、146對地絕緣情況良好，144、146對地電容值很小，因此，基本可排除通過接地電容電流使其動作的可能性；而手跳繼電器STJ啟動功率很小（設計只要求其啟動功率在5W左右），故手跳繼電器STJ受干擾導致開關偷跳的可能性較大。

3.2 對熱工工程師站及DAS系統監控電腦的檢查

從熱工工程師站及DAS系統監控電腦的檢查結果可以判斷：1）#4機組跳閘確實由發變組出口開關跳閘引起，這與電氣故障錄波器記錄的結果完全相符；2）除電跳機保護動作外，沒有任何熱工跳機保護動作。

通過從以上調查及分析可以看出，此次＃4發變組出口開關2204跳閘可以排除人為誤操作、誤碰控制回路、惡意破壞及機組異常導致保護動作的可能，確認此次＃4發變組出口開關跳閘屬開關誤動。

4 暴露問題

1）對2009年1月14日＃4機組跳閘后的防范措施第1點“加強設備管理，發現直流系統接地故障，及時消除，并徹底改變‘直流系統一點接地，機組可以正常運行’的傳統觀念”的措施落實不到位；

2）＃4機組事故照明切換回路中的2YJ、3YJ選型不合理，該型號的電壓繼電器動、靜觸頭間隙較小，在接點動作切換過程中，容易造成交流回路混入直流系統；

3）運行人員對直流巡檢儀的查詢不夠熟悉，反映出專業、班組培訓不力；

4）設備異動實施后異動報告及圖紙資料審批把關不嚴謹、管理不規范，導致現場實際切換回路與目前班組使用及保存圖紙不相符，且操作柜標識錯誤。

5 防范措施

1）加強設備管理，及時消除直流系統接地故障，并定期校對直流巡檢儀的時鐘；

2）嚴格按照設備異動程序對＃4機組事故照明切換回路進行改造：對#4機事故照明切換回路改造，即取消1YJ、2YJ、3YJ常閉接點的直流回路接線，以消除直流系統混入交流電的可能性，徹底消除定期切換時引起交流電源串入直流系統的隱患；

3）運行部需立即停止一、二期機組在運行中的事故照明定期切換試驗，以免直流系統在切換試驗時產生沖擊引起發變組出口開關在運行中誤跳閘；

4）將2204開關的控制回路工作電源與跳閘回路工作電源獨立分開，更換三相操作箱至2204開關跳閘回路的控制電纜（即重新敷設保護屏至升壓站端子箱及集控室BTG盤的手動跳閘回路電纜 ，共3根 ，將102、202、133、143、144、145、146改接入新電纜），以消除直跳回路與直流電源發生了某種方式的搭接或電磁感應干擾引起跳閘的可能，并提高開關控制回路的抗干擾能力；同時，在2204開關Ⅰ組或Ⅱ組跳閘線圈并接信號繼電器進行監測，以鑒別出口開關是否保護跳閘及非保護跳閘的性質；

5）維修人員應做好設備維護，定期檢查電氣二次系統，及時排除寄生回路，同時，定期緊固發變組保護控制回路端子，確保回路的完好性，以防止發生線路因寄生回路及絕緣降低發生瞬間接地故障造成出口開關誤動；

6）加強運行員工對直流系統設備以及巡檢儀運行技術的培訓，提高集控電氣運行人員技能水平。

[1]呂卓文，等.發電機跳閘原因分析[J].機電工程技術，2007(36)：9.