一起廠用電切換導致發變組解列事故分析

馬學春，張 科

(寧夏電投西夏熱電有限公司，寧夏 銀川 750021)

一起廠用電切換導致發變組解列事故分析

馬學春，張 科

(寧夏電投西夏熱電有限公司，寧夏 銀川 750021)

介紹了一起快切裝置采用“串聯”方式切換廠用電時引起鍋爐滅火導致發變組解列的事故，調查了引起事故的原因，指出了在思想、技術、管理等方面存在的問題，并分析了廠用電快切裝置“串聯”與“并聯”方式的優缺點，提出了正確選擇快切裝置的切換方式。

廠用電；快切裝置；并聯半自動；差動保護

1 事故經過

2013-10-12，某電廠1號機組檢修結束后，啟動機組并網后進行廠用電切換。20:14，機組負荷約為80 WM，1號爐單側B引風機運行(電源在6 kVⅠB段)，1號爐A引風機檢修，啟動快切裝置切換1號機6 kV廠用電，6 kVⅠA段切換成功。20:17，啟動快切裝置切換6 kVⅠB段廠用電，6 kVⅠB段備用電源進線6127B開關分閘，工作電源進線6102B開關合閘。但此時6 kVⅠB段失電，同時1號爐B引風機跳閘，1號爐MFT(主燃料跳閘)動作，DCS(分布式控制系統)無引風機首出信息。因此，全面查找事故原因，發現6 kV廠用室1號爐B引風機開關柜測控裝置發出“差動保護”動作報警。

機組啟動時，因主汽溫度下降較快，1號機組無法維持主汽溫度而打閘停機，電氣值班人員立即將6 kV廠用電源切至1號啟備變接帶，在DCS合上6 kVⅠA段備用電源進線6133A開關、斷開工作電源進線6102A開關，在DCS合上6 kVⅠB段備用電源進線6127B開關，1號發變組解列。

20:24，1號爐重新吹掃點火；22:19，沖轉；22:23，1號發變組并網；23:50，1號機6 kV廠用電快切裝置采用并聯方式切至1號廠高變工作電源運行方式。

1號機6 kV廠用電接線如圖1所示。

圖1 1號機6 kV廠用電接線示意

2 事故調查

(1) 檢查發現6 kVⅠB段失電是由運行人員誤分工作電源進線6102B開關造成的。

(2) 檢查6 kVⅠA、ⅠB段快切裝置動作情況，從其動作時序報告分析得知：6 kVⅠA、ⅠB段快切裝置均采用串聯方式切換，與規程規定“快切裝置正常切換應采用并聯方式”不一致。

(3) 在啟動快切裝置切換廠用電時，1號爐B引風機開關柜測控裝置“差動保護”動作，造成1號爐B引風機跳閘，1號爐MFT動作。

(4) 事故發生后，向調度申請1號機組解列，并告知鍋爐滅火原因后，機組重新啟動并網。

3 事故原因

3.1 1號機6 kVⅠB段失電原因分析

3.1.1 直接原因

1號機6 kVⅠB段由啟備變切換至1號廠高變接帶時，已將6 kVⅠB段由啟備變切換至1號廠高變(串聯方式)，運行操作人員仍按快切并聯方式操作，在斷開6 kVⅠB段備用電源進線6127B開關時，誤斷開6 kVⅠB段工作電源進線6102B開關，導致6 kVⅠB段失電。

3.1.2 間接原因

(1) 管理原因。首先，未嚴格執行操作票規定，未履行好操作票中相關人員的職責，未落實本次操作票中危險點預控措施，最終導致事故的發生。其次，管理人員監督不到位，未及時發現不嚴格執行操作票的情況，而把注意力放在合環操作上；當合環成功后，未注意解環操作而誤斷開關。

(2) 運行操作人員技術原因。對6 kV廠用電快切裝置“串聯”和“并聯”方式認識不夠清楚，操作前也換方式。在6 kVⅠA段切換操作時，未斷開備用電源進線開關，且在6 kVⅠA段廠用電源切換操作已完成，因此在6 kVⅠA段未失電。在6 kVⅠB段切換操作時，啟動快切裝置后，在6 kVⅠB段由備用電源切至工作電源，此時B引風差動機保護動作發生鍋爐滅火事故，在快切裝置未“復位”情況下，運行人員繼續進行操作，誤將6 kVⅠB段工作電源進線開關斷開，備用電源進線開關在廠用快切裝置“閉鎖”條件下未能合閘，導致6 kVⅠB段失電。

3.2 快切裝置運行方式切換原因分析

6 kV廠用電快切裝置“1”，即為“并聯”；6 kV廠用電快切裝置“0”，即為“串聯”。機組檢修期間，1號機DCS重新下裝，所有開關置“0”，使6 kV廠用段快切裝置由并聯切換為串聯方式。

3.3 1號爐滅火原因分析

投入6 kVⅠB段快切裝置運行并啟動。

20:17:39，1號爐B引風機“差動保護”動作，1號爐滅火。

20:17:42，6 kVⅠB段工作電源進線6102B開關合閘、 6127B開關分閘。

20:17:58，誤分6 kVⅠB段工作電源進線6102B開關，導致6 kVⅠB段失電。

根據事故后1號爐B引風機“差動保護”動作、1號爐滅火和誤斷6 kVⅠB段工作電源進線6102B開關導致6 kVⅠB段失電的情況，從動作曲線分析可知：1號爐B引風機“差動保護”動作，1號爐滅火，誤分6 kVⅠB段工作電源進線6102B開關導致6 kVⅠB段失電。這說明快切裝置采用“串聯”方式時，在切換廠用電過程中有短暫失電現象。6 kV廠用母線電壓恢復后，1號爐B引風機自啟動，當時B引風機液偶轉速指令較高(57 %)，所以B引風機自啟動過程中啟動電流很大，而其差動保護裝置未能承受啟動電流的沖擊，發生了誤動作，致使1號爐滅火。

3.4 差動保護未動作原因分析

6 kVⅠA段快切裝置動作過程切換采用“串聯”方式，必然導致6 kVⅠA段在切換廠用電過程中短暫失電。母線電壓恢復后，1號機A給水泵自啟動，此時1號機組所帶有功負荷低，給水流量小，A給水泵液偶轉速指令也較低(34 %)，因此自啟動電流也小，未造成1號機A給水泵6 kV開關柜測控裝置中的“差動保護”動作而跳閘，否則會造成汽包干鍋事故(B給水泵處于檢修狀態)。

4 暴露問題

4.1 思想方面

從2008年建廠以來，該廠在操作方面未發生過問題，且有標準操作票，導致運行人員思想狀態進入“疲勞期”。本次事故給運行人員敲響了警鐘，任何麻痹大意都有可能造成不可估量的損失。

4.2 技術方面

操作人員對6 kV廠用電快切裝置的工作原理、各單元功能都不大清楚，尤其是一、二次之間的配合問題。若配合不正確，就會發生事故，此隱患未引起操作人員的重視。

4.3 操作票方面

目前，電氣操作票上未確認快切裝置在“串聯”方式還是在“并聯”方式下的操作項目。同時，操作票執行不嚴格，執行不到位，監督不到位。

4.4 經驗反饋方面

事故發生后，當班運行人員承認曾發生過6 kV廠用快切裝置在“串聯”方式下切換故障的情況，只是未造成事故。運行人員對設備操作抱有僥幸心理，致使管理者沒有及時查找原因，采取補救措施，最終導致本次事故的發生。

5 防范措施

(1) 加強“兩票”管理，做到執行到位、監督到位，把“兩票”制度的籬笆扎牢、扎密。

(2) 加強技術培訓，提高培訓的針對性和實用性，使運行人員熟練掌握設備操作和使用技能。

(3) 完善操作票，在電氣操作票上確認快切裝置在“串聯”或“并聯”方式下的操作項目，同時修改規程，做到查缺補漏。

(4) 要求職工工作中關注細節，養成認真、嚴謹、細致的工作習慣。

(5) 交接班前后暫不進行重大操作項目，待確認熟悉設備狀態后再進行監護操作。本次事故發生在接班17 min后，接班人員還未完全進入“角色”。

(6) 機組啟動初期，鍋爐盡量選擇雙送、引風機啟動，以提高機組的安全性。

(7) 加強職工的職業道德教育，并建立健全事故差錯匯報制度，對主動匯報工作存在失誤的人員可減輕處罰或不處罰，避免真相被隱瞞。這有利于及時查清問題，真正做到防患于未然。

(8) 更新2臺機組的引風機差動保護裝置。事故發生前，引風機6 kV開關柜使用的MPS-4A型微機電動機保護測控裝置多次出現通信異常、黑屏等故障。事故生產后，將引風機差動保護裝置更換為北京四方繼保自動化股份有限公司生產的CSC-237C數字式電動機綜合保護測控裝置，到目前為止尚未發現異常且運行穩定。

6 快切裝置“串聯”與“并聯”的優缺點

6.1 “串聯”方式

優點：切換時采用先“斷”后“合”方式，避免非同期合閘，不存在變壓器的“環并”，不存在環路電流，避免因環流過大引起廠用分支過流保護動作。

缺點：6 kV母線在切換過程中有短暫失電現象，當切換完畢后母線上所有的電動機參與自啟動，當機爐輔機所帶負載較重時，會造成啟動困難或失敗；當電動機啟動電流過大時，還可能造成B引風機“差動保護”誤動作，造成鍋爐滅火事故的發生。

6.2 “并聯”方式

優點：切換時采用先“合”后“斷”方式，6 kV母線在切換過程中不存在失電現象，不影響機、爐輔機運行。

缺點：切換時采用先“合”后“斷”方式，切換過程中存在變壓器的“環并”，產生環路電流，因環流過大可能引起廠用分支過流保護動作。

6.3 并聯切換方式

并聯切換還分為“并聯自動”、“并聯半自動”2種方式。所謂“并聯自動”即手動起動，在快速切換條件滿足時，先合上備用(工作)開關，經一定延時后跳開工作(備用)開關；若不滿足立即閉鎖，并應手動復歸。所謂“并聯半自動”即手動起動，在快速切換條件滿足時，合上備用(工作)開關，而由人工操作跳開工作(備用)開關；若快切條件不滿足立即閉鎖，并應手動復歸。

7 正確選擇快切裝置的切換方式

電廠中6 kV廠用電源切換是比較重要的操作，正確選擇快切裝置的切換方式是避免廠用電事故發生的基本條件之一。為此，使用快切裝置切換廠用電時，應注意以下幾點。

(1) 根據對廠用電快切裝置“串聯”與“并聯”方式的優缺點分析，使用快切裝置切換廠用電時，應在機組低負荷穩定的情況下進行，即在鍋爐三磨運行燃燒穩定情況下，以“并聯半自動”方式進行切換。6 kV廠用段電源切換合環時存在著電壓差，電壓差越大，環流也越大。若6 kV廠用段高負荷電流與環流疊加，將導致6 kV廠用段分支過流保護動作，快切裝置將被“閉鎖”。在低負荷機組穩定的情況下切換廠用電，則可避免此種情況，從而降低切換過程中的風險，保證機組穩定運行。

近年來，該電廠廠用快切裝置均采用“并聯半自動”方式進行切換，從未在切換過程中因開關合不上而造成母線失電故障，充分說明采用此方式在機組低負荷穩定的情況下進行切換是可靠、安全的。

(2) 發變組故障情況下保護動作切換廠用電，只能由工作電源切向備用電源。啟動保護，先跳開工作電源開關，在確認工作電源確已斷開且滿足切換條件時，合上備用電源開關，在此情況下無需人員干預快切裝置。

(3) 發變組所在母線發生故障，因母差保護只跳開發變組開關，機組與系統解列，機組帶自身廠用電。此時如需要切換廠用電時，應采用廠用快切裝置的“串聯”方式，或采用先斷工作電源開關再采取低電壓啟動廠用快切裝置方式，這樣可避免非同期并列。

(4) 6 kV母線、工作電源分支、備用電源分支電壓互感器需要停電時，應將6 kV母線相應段的快切裝置退出運行，防止快切裝置誤動作。

(5) 機組檢修期間退出廠用快切裝置，斷開快切裝置的電源。

2014-08-17；

2014-10-09。

馬學春(1967-)，男，助理工程師，主要從事火電廠運行管理工作，email：mxc_12356@163.com。

張 科(1981-)，男，工程師，主要從事火電廠集控運行工作。