某水電站勵磁系統誤報導致機組事故停機原因分析

盧思霖

摘 要：某私營企業小型水電站機組自投運運行以來，由于設計、資金、管理等原因，時常因為勵磁系統告警，引發機組事故停機，特別是電子設備經過十年運行，老化嚴重，勵磁系統缺陷呈愈演愈烈的趨勢發展，原機組監控廠家已注銷，無法對機組監控系統程序升級改造（停機點優化，增加邏輯閉鎖）提供技術服務，電站技術人員只能通過外部改造的方法，解決勵磁系統缺陷故障，改造后效果明顯，達到預期目的。本文介紹了兩起由勵磁系統誤報引起的機組事故停機的經過，通過外部改造，達到安全機組運行的目的。

關鍵詞：燈泡貫流式機組；勵磁系統；誤報；改造

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0184-01

1 案例一：#3機組報“勵磁裝置起勵后滅磁開關誤分”事故停機

1.1 事故前

2014年5月1日，18時14分#3機組并網運行，有功13.95MW，無功1.95MVar，勵磁電壓198V，勵磁電流471A，未發現異常現象。

1.2 事故過程

2014年5月2日17時08分，監控上位機報“#3機組勵磁裝置起勵后滅磁開關誤分事故停機”信號，隨后#3機組調速器事故配壓閥投入事故停機，事故停機后當班值長立即向中調匯報和現場值班領導匯報情況。接到事故報道后，維護人員對#3機組進行檢查，初步判斷為#3機組勵磁裝置誤報滅磁開關誤分事故信號，引起調速器事故配壓閥動作導致事故停機。

1.3 事故處理

結合現場情況和歷史經驗認定為#3機組勵磁裝置誤報滅磁開關分閘誤分信號，引起#3機組保護動作，調速器投入事故配壓閥，機組事故停機。經檢查發現#3機組滅磁關開在合位，勵磁系統人機界面工控機通信中斷（通訊板故障，暫無備件更換），其它功能正常，無故障報警。

1.4 類似事故統計

2011年6月15日，監控上位機報“#2機組勵磁裝置起勵后滅磁開關誤分事故停機”信號，#2機組事故停機，信號復歸后，機組并網運行正常。

2012年4月7日，監控上位機報“#1機組勵磁裝置起勵后滅磁開關誤分事故停機”信號，#1機組事故停機，信號復歸后，機組并網運行正常。

2014年3月9日，監控上位機報“#2機組勵磁裝置起勵后滅磁開關誤分事故停機”信號，#2機組事故停機，信號復歸后，機組并網運行正常。

1.5 事故分析

結合設計圖紙和現場接線分析，“滅磁開關誤分”信號取自勵磁系統PLC輸出信號繼電器，信號流程順序：滅磁開關輔助觸點—勵磁系統PLC—勵磁系統輸出信號繼電器板—監控系統發事故停機。此流程存在設計不合理之處，如滅磁開關觸點抖動；勵磁系統PLC程序輸出錯誤；勵磁系統輸出信號繼電器觸點抖動、粘連或繼電損毀，都將瞬間發出“滅磁開關誤分”信號導致機組事故停機。

由于此類機組事故停機為觸點抖動引起的，瞬間故障，無法準確確定是那個繼電器抖動引起。勵磁系統設備老化，工作不穩定也是引起事故的間接原因之一。

1.6 改造措施

更換勵磁系統人機界面接口板；在勵磁系統“滅磁開關誤分”回路并入滅磁開關本體輔助常閉觸點，需“滅磁開關誤分信號+滅磁開關分閘信號”同時成立時，才能觸發“滅磁開關誤分事故停機”信號，引起事故停機。

1.7 改造成效

#3機組在假并網下試驗，短接“滅磁開關誤分信號”端子，機組監控系統報警但未啟動事故停機，當手動跳開滅磁開關后，觸發事故停機流程，機組事故停機正常。由于企業預算費用有限，其它兩臺機組未能采購勵磁系統人機界面接口板更換，只是在回路上進行技改，從機組監控系統告警報表來看，#3機組在更換勵磁系統人機界面接口板后，未再出現“滅磁開關誤分信號”告警，#1機組、#2機組不定時還會有“滅磁開關誤分信號”告警，但是不再發生事故停機事件。

2 案例二：#1機組報“勵磁裝置起勵失敗”事故停機

2.1 事故前

2016年2月2日16時42分，電廠#1、#2機組運行，#3機組備用。全廠總有功：19.85MW，#1機組有功：10MW，勵磁電流526A，勵磁電壓191V，#2機組有功9.85MW。

2.2 事故過程

16時42分，監控上位機報“#1機組勵磁裝置起勵失敗”、“#1機組勵磁裝置故障”“#1機組調速、勵磁事故”信號，#1機組快速停機條件動作事故停機。事故停機發生后，當班值長立即向調度及現場值班領導匯報情況，組織班組人員查看故障報警和停機流程，確保#1機組停機完成，同時調整其它機組負荷。接到事故報告后，技術人員對事故進行檢查分析，經檢查發現#1機組勵磁裝置控制柜觸摸屏故障死機（無數據顯示），初步判斷為勵磁裝置誤報“勵磁裝置起勵失敗”信號而觸發快停流程而事故停機。

2.3 事故處理

結合現場情況和機組監控系統程序類似缺陷，認定為#1機組在正常并網運行中誤報“#1機組勵磁裝置起勵失敗”信號后，#1機組快速停機條件動作事故停機。經檢查，復歸信號后，功能正常，無故障報警，開機并網運行正常。

2.4 事故分析

結合設計圖紙和現場接線分析，設計者將“#1機組勵磁裝置起勵失敗”信號直接接到快速停機回路，按道理說，該設計沒有問題，但是設計者并沒有考慮報警出現時，當時機組的運行狀態。如機組由空轉轉至空載狀態下，出現“勵磁裝置起勵失敗”信號，可以觸發快速停機流程。但是在并網或空載情況下，機組當時已處并網或空載運行狀態，該“#1機組勵磁裝置起勵失敗”信號不應該發出，即使因繼電器抖動（或電子設備老化、電壓不足等）誤發該信號后，也不該啟動快速停機流程。此流程也是存在設計缺陷。

2.5 改造措施

在勵磁系統“勵磁裝置起勵失敗”回路并入出口開關本體輔助常閉觸點，需“勵磁裝置起勵失敗+出口開關分閘信號”同時成立時，才能觸發“勵磁裝置起勵失敗”信號，啟動快速停機流程。另外其它兩臺機組也參照同樣的方法進行改造。

3 結語

兩起因勵磁系統誤報導致機組事故停機的故障，通過分析及外部改造進行完善防護，也是從另一方面對機組安全運行保障的一種手段。