燃機發(fā)電機組“發(fā)電機失磁保護動作”事故分析

馮濤

摘 要： 對某電廠#1發(fā)電機失磁保護動作事故的情況，討論了失磁保護的動作原理及其事故前的運行方式，分析了事故發(fā)生的具體原因，最后提出解決處理方法改進措施，以供有關同行參考。

關鍵詞： 燃機發(fā)電機組；發(fā)電機失磁保護動作；事故分析

1發(fā)電廠設備情況及運行方式

電廠由兩套三菱M701F4型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機組組成，每套機組包括分軸布置的一臺燃氣輪機發(fā)電機組和一臺蒸汽輪發(fā)電機組，第一套機組的燃氣輪機發(fā)電機組和蒸汽輪發(fā)電機組的編號分別為#1、#2，第二套為#3、#4。

控制系統(tǒng)有TCS（燃機控制系統(tǒng)）、DCS（機爐分散控制系統(tǒng)）、ECMS（廠用電監(jiān)控系統(tǒng)）和NCS（220kV網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)）組成。

燃機發(fā)電機勵磁裝置采用的ABB公司生產(chǎn)的UNITROL6800全靜態(tài)整流勵磁裝置。發(fā)電機勵磁方式為自并勵。勵磁系統(tǒng)設置有兩個完全獨立的控制通道，可以任選一個作為運行通道，剩下的一個是后備通道，后備通道不斷自動調(diào)整，以跟蹤運行通道。通道1 和通道2均具有一個電壓調(diào)節(jié)方式（自動）和一個電流調(diào)節(jié)方式（手動）。在自動電壓模式（恒電壓）下，勵磁調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)發(fā)電機機端電壓保持恒定；在手動勵磁電流模式（恒流）下，通過手動調(diào)節(jié)勵磁電流輸出，以維持發(fā)電機端壓不變[1]。

1.1事故前運行方式

220KV雙母并列運行，#1、#2主變，依黃甲線掛1M運行；#3主變，依黃乙線路，#9高備變掛2M運行，#4主變掛2M熱備用。第I套機組開機過程中，升負荷到有功295MW運行，第II套機組有功400MW。

1.2發(fā)電機主要參數(shù)

2事故現(xiàn)象及其處理過程

2.1事故現(xiàn)象

燃機發(fā)電機保護跳閘事故具體情況如下：

（1）7：30 #1燃機發(fā)電機組和#2汽機發(fā)電機組有功負荷從219MW、76MW變?yōu)?MW，發(fā)電機斷路器、滅磁開關跳閘。

（2）7：30：12913 #1燃機發(fā)電機組TCS（燃機控制系統(tǒng)）報警：“GENERATOR PROTECTION TRIP”。

（3）DCS（機爐分散控制系統(tǒng)）光字牌“#1燃機發(fā)變組發(fā)電機保護A保護動作”和“#1燃機發(fā)變組發(fā)電機保護B保護動作”。

（4） 7：30：12503第I套機組ECMS報“I套機組汽機測控21_低勵失磁跳閘”。

2.2事故原因分析

#1燃機發(fā)電機并網(wǎng)后發(fā)電機可能出現(xiàn)零序電流，此時勵磁裝置判定為CT斷線，勵磁裝置自動由“自動電壓模式（恒電壓）”切為“手動勵磁電流模式（恒流）”。

#1燃機發(fā)電機加負荷時，由于該勵磁調(diào)節(jié)器處于手動勵磁電流模式，勵磁電流未根據(jù)發(fā)電機機端電壓、電流的增加自動增加勵磁電流，#1燃機發(fā)電機在快速加有功負荷過程中造成勵磁電流不足、電壓快速下降，失磁保護動作跳閘。發(fā)電機解列、滅磁[2]。

2.3事故處理過程

（1）第I套機組跳閘后，立即電話聯(lián)系電二班人員到現(xiàn)場檢查，匯報領導。

（2）機組跳閘后，調(diào)整鍋爐汽包水位，維持汽機旁路自動控制，監(jiān)視機組惰走時瓦溫、振動。

（3）事故發(fā)生后，由兩個值班員立即到現(xiàn)場初步查找事故跳閘原因：

1）7：30：11——7：30：13線路故障錄波顯示“220KV依黃甲線Ic突變量啟動”，類型“無故障”。

2）7：28：20 913100第I套機組故障錄波顯示“發(fā)電機出口電壓正序低越限啟動”。

3）WFB-801A/F#1發(fā)電機保護B屏顯示11-15 7：29：55 965ms失磁一段1504ms動作和7：30：12 732ms失磁二段29ms動作。

4）#1發(fā)電機勵磁柜CH1 7：29：44 8092556 Extemal trip；CH1 7：29：44 8092756 trip1；CH1 7：29：44 8522838 TR trip。

3事故中暴露的問題及經(jīng)驗教訓

3.1 事故中暴露的問題

（1）#1燃機發(fā)電機并網(wǎng)后勵磁切到“手動勵磁電流模式”，只有現(xiàn)場勵磁柜上有報警，集控室TCS和ECMS無報警出現(xiàn)，導致運行操作人員不能及時監(jiān)控該異常的存在。

（2）“燃機發(fā)電機并網(wǎng)后勵磁切換到“手動勵磁電流模式”，就地“自動故障”報警，事故前兩天，由運行人員填寫缺陷單，檢修處理情況：“在發(fā)電機故障錄波裝置可實時觀察到，#1燃機發(fā)電機并網(wǎng)后發(fā)電機零序電流3I0變化范圍為0—0.01A， 事故前兩天，07：34：14在GCB（發(fā)電機出口斷路器）合上后零序電流3I0增加到0.138A，因此，#1燃機勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)“CTMonParaphase（CT倒相）”報警，“CTMonParaphase”的“Default reaction（默認反應）”為“Auto Fault”，出現(xiàn)“Auto Fault（自動通道故障）”報警，勵磁系統(tǒng)由自動電壓模式（恒電壓）切換至手動勵磁電流模式（恒電流）。經(jīng)與廠家技術人員分析討論，廠家分析與上相同。并確認，這樣的情況，對機組運行沒有影響，而且，這樣的情況，在其他同類型電廠，也常有發(fā)生”。顯然，該結論對運行人員是誤導。

（3）運行操作人員在機組啟動過程中，忽略了重要電氣參數(shù)的監(jiān)視，特別是勵磁電流、發(fā)電機出口電壓、無功等。

3.2事故處理經(jīng)驗總結

（1）燃機部份電氣設備故障（如勵磁、SFC等）不能反應在ECMS上，故障發(fā)生后，運行人員對事故原因判斷增加了難度。

（2）運行人員在啟動機組操作中，主要是機務的操作，特別容易忽視電氣參數(shù)的監(jiān)視。

4結語

本文分析燃機發(fā)電機失磁保護跳閘事故發(fā)生的原因，并采取相應的處理措施。最終得到的結論如下：

（1）將燃機勵磁故障報警接入TCS。

（2）運行人員不能熟練掌握電氣專業(yè)技能仍然是薄弱環(huán)節(jié)，特別是有電氣報警時，電氣專業(yè)技術人員應及時提出反措，如果事故前兩天提出的缺陷及時有了反措，本次事故可避免。

（3）在機組啟機操作票中，增加“燃機發(fā)電機并網(wǎng)后，檢查發(fā)電機勵磁AVR MODE在自動電壓調(diào)節(jié)模式”和“汽機發(fā)電機并網(wǎng)后，燃機發(fā)電機升負荷時，檢查燃機發(fā)電機出口電壓、無功等。

（4）在機組啟停機時，鍋爐水位、蒸汽參數(shù)等調(diào)整耗費了操作人員大量精力，對于啟機操作還應加強經(jīng)驗總結，優(yōu)化運行操作，使之有更多時間來查看機組各項數(shù)據(jù)。■

參考文獻

[1] 陳文健， 李勇健. 發(fā)電機失磁保護多次誤動作的分析與處理[J]. 東北電力大學學報， 2005， 25（2）：24-26.

[2] 李春， 李建華. 發(fā)電機失磁保護誤動原因分析[J]. 北京電力高等專科學校學報：自然科學版， 2010， 27.