柴發(fā)保安電源異常引起百萬機(jī)組跳閘分析和探討

汪磊

保安電源為避免全廠事故停電時(shí)造成機(jī)組失控、損壞設(shè)備、影響電廠長期不能恢復(fù)供電而設(shè)置的向事故保安負(fù)荷供電的電源。各電廠保安電源一次接線方式配置和切換邏輯不盡相同，各電廠也有保安電源相關(guān)的改造和優(yōu)化方式。本文就一起柴發(fā)保安電源不合理的接線和配置引起的百萬機(jī)組跳閘做分析，提出優(yōu)化邏輯意見。

關(guān)鍵詞 ?柴發(fā)PLC，保安電源

1 概述

1000MW機(jī)組保安電源如下圖1所示，400V保安A段和B段主電源分別經(jīng)保安變A＼B取自各自10kV中壓開關(guān)，400V保安A段和保安B段之間有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，柴發(fā)分別向經(jīng)各自的分支應(yīng)急開關(guān)AEe1或BEe1向保安段供后備電源。柴發(fā)系統(tǒng)采用偉柏公司的成套設(shè)備。

當(dāng)發(fā)生任一保安段失電后，柴發(fā)PLC檢測到低電壓繼電器接點(diǎn)閉合，判斷此時(shí)保安進(jìn)線是否是無故障跳閘，如果是無故障跳閘，則柴發(fā)PLC判別另外一段是否失電，如正常則PLC發(fā)跳保安進(jìn)線AL或BL指令后，柴發(fā)PLC發(fā)指令將聯(lián)絡(luò)開關(guān)AB合上;若發(fā)現(xiàn)另外一段無電則啟動(dòng)柴發(fā)應(yīng)急程序，投入熱備的柴發(fā)分支應(yīng)急開關(guān)AEe1或BEe1，經(jīng)柴發(fā)滿速啟勵(lì)條件后，投柴發(fā)出口EM開關(guān)，保安段恢復(fù)供電。

恢復(fù)正常方式：聯(lián)絡(luò)AB→AL保安進(jìn)線，自動(dòng)無此種方式。可將柴發(fā)PLC程控開關(guān)切至手動(dòng)，手動(dòng)分AB開關(guān)，再合AL保安進(jìn)線開關(guān)。若不將柴發(fā)PLC程控開關(guān)切至自動(dòng)方式，則AB聯(lián)絡(luò)分時(shí)，判斷對(duì)應(yīng)的保安A段低電壓，合AEe1應(yīng)急進(jìn)線，啟動(dòng)柴發(fā)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到并啟勵(lì)后，合柴發(fā)出口開關(guān)EM。

2 事故經(jīng)過

某日1000MW機(jī)組正常運(yùn)行，突然發(fā)變組非電量保護(hù)屏斷水保護(hù)動(dòng)作，全停出口LOCKOUT繼電器動(dòng)作，機(jī)組跳閘。運(yùn)行確認(rèn)保安段A/B同時(shí)發(fā)生異常失電，發(fā)變組非電量保護(hù)屏顯示為斷水保護(hù)跳閘，經(jīng)運(yùn)行人員反饋斷水保護(hù)動(dòng)作原因?yàn)槎ㄗ永鋮s水泵A、B同時(shí)失電引起，定子冷卻水泵A、B同時(shí)失電是因?yàn)?00V保安進(jìn)線電源進(jìn)線開關(guān)A、B同時(shí)跳閘，400V保安母線短時(shí)失電造成。經(jīng)檢查保安電源開關(guān)AL＼BL就地顯示為外部分閘，無保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。

3 原因分析

3.1造成保安電源跳閘的可能

保安變10kV聯(lián)跳（含保安變溫度高跳閘）、DCS手動(dòng)分閘、運(yùn)行操作臺(tái)緊急分閘按鈕操作、400V保安電源A＼B開關(guān)保護(hù)動(dòng)作、柴發(fā)PLC遠(yuǎn)控同時(shí)發(fā)AL保安進(jìn)線和BL保安進(jìn)線跳閘指令。

3.2 檢查情況

經(jīng)現(xiàn)場各裝置和回路，DCS操作員操作歷史行為正常，運(yùn)行操作臺(tái)緊急分閘按鈕有保護(hù)罩無異常誤操作，就地AL＼BL保安進(jìn)線無電流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，保安變A/B無保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，分析為柴發(fā)PLC誤啟動(dòng)，跳保安電源進(jìn)線A/B，合兩路應(yīng)急開關(guān)AEe1＼BEe1，啟動(dòng)柴發(fā)最終由柴發(fā)供電兩個(gè)保安段。

3.3 誤動(dòng)原因分析

保安A段和保安B段模擬電壓量送至柴發(fā)房控制盤電壓繼電器，電壓繼電器常開接點(diǎn)至PLC的DI卡件，正常電壓情況下，電壓常開接點(diǎn)閉合，DI卡開入置1。分析判斷柴發(fā)PLC誤判正常的保安段失電引起保安進(jìn)線跳閘，柴油發(fā)電機(jī)誤啟動(dòng)。柴發(fā)控制盤內(nèi)柴發(fā)PLC現(xiàn)場柴發(fā)PLC開入為24V弱電開入，除了柴發(fā)房開關(guān)接點(diǎn)和柴發(fā)控制盤繼電器外，該弱電開入還引用了保安段開關(guān)室內(nèi)的AL＼BL＼AB三個(gè)開關(guān)的位置接點(diǎn)。不符合國網(wǎng)公司十八項(xiàng)反措，15.6.5條，屏外引入的開入應(yīng)采用220/110DC電源。根據(jù)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)柴發(fā)控制盤內(nèi)大量的電源線一個(gè)設(shè)備接一個(gè)設(shè)備并接電源81和87號(hào)線，任一個(gè)元器件中間接線松動(dòng)將造成回路下游電源失電，發(fā)現(xiàn)柴發(fā)PLC的開入DI卡開入正電源無電，接點(diǎn)閉合情況不能正常反映到開入中，引起柴發(fā)PLC誤啟動(dòng)邏輯切除保安段正常供電，最終引起機(jī)組跳閘。

3.4 臨時(shí)糾正措施

將柴發(fā)控制盤正電源81負(fù)電源87由并接線方式，調(diào)整為集中端子排方式，避免多根導(dǎo)線并接同一個(gè)端子，避免某一個(gè)接線松動(dòng)，造成多個(gè)開入量變位，滿足邏輯條件，誤跳保安段工作進(jìn)線。

將開入量常開接點(diǎn)開入邏輯改為常閉接點(diǎn)開入邏輯，避免接線松動(dòng)引起開入誤變位。

4 邏輯優(yōu)化方案

4.1基建設(shè)計(jì)柴發(fā)PLC控制整個(gè)保安系統(tǒng)的六臺(tái)開關(guān)，若柴發(fā)PLC有問題影響較大，保安系統(tǒng)處于極度危險(xiǎn)之中，為避免這種情況將柴發(fā)PLC跳保安進(jìn)線AL＼BL和保安聯(lián)絡(luò)AB開關(guān)的功能，采集保安進(jìn)線AL＼BL和保安聯(lián)絡(luò)AB開關(guān)量狀態(tài)功能，采集兩段保安段電壓功能均取消，這三部分部分功能DCS均已經(jīng)采集了，不用重新敷設(shè)電纜接線。在DCS邏輯中組態(tài)，DCS的接線和可靠度高于柴發(fā)PLC，且DCS的邏輯修改較偉柏柴發(fā)PLC封閉邏輯修改方便。

4.2 DCS邏輯增加，判斷任意保安段無故障失壓，延時(shí)跳失壓所在段的保安進(jìn)線，發(fā)合聯(lián)絡(luò)開關(guān)命令，若聯(lián)絡(luò)沒有合上電壓仍然沒有建立，發(fā)啟動(dòng)柴發(fā)指令，由柴發(fā)PLC按邏輯設(shè)置啟動(dòng)柴發(fā)。增加聯(lián)絡(luò)開關(guān)手動(dòng)分閘切換保安進(jìn)線合閘邏輯。

4.2柴發(fā)PLC僅控制柴發(fā)房的相關(guān)內(nèi)容：即柴發(fā)的啟動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)和停止，應(yīng)急出口開關(guān)AEe1＼BEe1合分閘，柴發(fā)出口開關(guān)EM的合分閘。杜絕弱電開入遠(yuǎn)距離采集開關(guān)量狀態(tài)易受干擾誤變位的可能。

4.3 引入外購一次電源，將外購一次電源接入柴發(fā)出口母線上，將外購一次電源作為前置或后置電源，當(dāng)意外柴發(fā)不可投時(shí)，使用外購電保證保安段供電安全。

5結(jié)束語

本文通過保安電段異常跳閘事件，最終造成百萬機(jī)組跳閘，是一次極為深刻的教訓(xùn)，本文對(duì)邏輯進(jìn)行了研究，作出了優(yōu)化方案。削弱偉柏PLC的控制范圍，由DCS邏輯實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)了可靠性，簡化了回路避免了弱電受干擾誤開入的可能。提高了保安系統(tǒng)自動(dòng)控制的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 阮柏松 . 百萬機(jī)組保安電源邏輯優(yōu)化的研究 [A]. 低碳世界， 2016 （ 8 ）： 271.

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