油罐油壓低跳閘動作事故原因分析及處理

周 楊，鄭樹寶

（國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山 064300）

0 引言

潘家口電廠位于河北省遷西縣內，電站設計安裝3臺裝機容量為9 MW的混流式水泵水輪機。水泵水輪機在穩定運行工作中，油系統會產生不同類型的故障。針對在不同類型故障中，跳閘動作故障會給設備安全穩定運行帶來巨大的影響，文中對其跳閘的原因進行分析研究，并找到合理有效的解決方法，使設備處于正常穩定的工作狀態。

1 事情發生經過

潘家口抽水蓄能電廠事故障前運行方式：潘遵Ⅰ回線運行，潘遵Ⅱ回線經母聯聯絡運行；四母線帶4號主變運行，五母線帶2號、3號主變運行。4號主變帶廠用電Ⅱ段，兩段分段運行。2020年10月20日22：55，調令2號機組抽水，帶-60 MW負荷抽水運行。2020年10月21日00：40：40，機組事故停機接力器關閉后，油罐油壓油位恢復正常，此時油位約為1 800 mm，油壓0.48 MPa。整個過程油壓曲線如圖1所示。

圖1 油壓曲線

故障后運行方式：潘遵I回線運行，潘遵Ⅱ回線經母聯聯絡運行；四母線帶4號主變運行，五母線帶2號、3號主變運行。4號主變帶廠用電Ⅱ段，兩段分段運行。2號機組事故退出；3號，4號機機組帶-60 MW負荷抽水運行。

值守人員將2號機組保護動作及機組跳機情況匯報網調，并通知運維負責人、值班主任和部門領導。操作/ON-CALL人員現地檢查2號機調速器壓油裝置1號控制盤2OSP1盤流程動作信息正確無誤，檢查2號機組油壓裝置油位及油壓均已恢復正常。2號機組事故停機流程執行完畢后，經調度同意將2號機組由備用轉檢修，并立即通知相關技術人員現場進行檢查。2號機組甩負荷停機，組織各專業人員對發電機定轉子、轉動部件、水車室機械部分等進行全面檢查，未見異常。

2 事件狀況排查

根據監控系統故障、流程信息及油壓裝置控制盤檢查情況分析，可以初步判斷為2號機組用油設備用油量劇增，造成油壓裝置油位下降，導致低油壓跳閘動作，機組跳機。

2.1 油壓裝置供油系統檢查情況

油壓裝置壓力供油系統由兩臺油泵及相關閥組組成如圖2所示，當油壓裝置達到啟泵油位，啟動一臺油泵，如果油位繼續下降達到報警油位時，啟動備用泵，兩臺泵同時供油，油泵是否往油壓裝置供油可通過每臺油泵出口壓力開關和出口壓力表進行判斷，本次事件中根據油壓裝置控制盤顯示信息看出油泵均已正常啟動（“泵出口壓力正常”即為壓力開關）。對間歇安全閥、間歇配壓閥和油泵出口卸荷安全閥進行檢查未發現異常，進行主備油泵啟動試驗各10次，試驗結果均正常，供油正常，排除油壓裝置供油系統問題。

圖2 壓力供油系統組成

2.2 油壓裝置用油設備檢查情況

檢查油壓裝置外圍設備及管路，未發現異常；檢查油壓裝置油箱油位與標記一致。故判斷320油罐油位下降為調速器系統內漏導致，需進一步排查分析。

調取調速器系統運行開度曲線如圖3所示，發現導葉從00：38：27開始4 s內下降了2%的開度，調速器試圖調整為正常狀態，此時主配一直在開方向往接力器開腔配油打開導葉，但此期間導葉并未打開，整個過程持續了約30 s，在這30 s時間內，油壓、油位持續下降，達到低油壓跳閘，調速系統收到機械事故停機信號，導葉關閉。

圖3 調速器系統運行開度曲線

將開度曲線與油壓裝置壓力曲線進行對比，導葉開度與油壓裝置油壓曲線如圖4所示，油壓確從導葉開度發生變化開始便不斷下降，30 s左右的時間達到跳閘油壓后，機組機械事故停機，導葉開始關閉后在油泵的作用下油壓裝置慢慢恢復正常。

圖4 導葉開度與油壓裝置油壓曲線對比

從以上現象分析，油位下降原因可能為：主配放大板故障引起主配抽動；接力器開關腔竄油；調速器控制系統電磁閥故障；主配壓閥或事故配壓閥內漏。對調速器主配放大板進行檢查，振蕩電源交流電壓為 3.998 V（正常范圍3.5~5 V），頻率為1.787 kHz（正常范圍 1.7~1.8 kHz），均在正常范圍內。落下2號進水口快速門，進行接力器動作試驗。首先將接力器開至本次故障開度（70%），穩定10 min，在17%、30%、50%、70%、100%開度下進行小幅度接力器開關試驗，從全關到全開油壓裝置油罐油位下降約200 mm，全開到全關油位下降約200 mm，實驗過程中，油泵啟停正常，接力器動作平穩，未發現明顯竄油現象。

對調速器控制的電磁閥進行檢查，閥芯動作靈活，線圈阻值測量正常，詳見表1。

表1 電磁閥阻值結果

對主配壓閥和事故配壓閥進行解體檢查，閥芯表面光滑，無劃痕，動作靈活。對主配壓閥和事故配壓閥控制油管路解體，進行吹掃檢查，發現821電磁閥至事故配壓閥供油管路（管徑Φ18 mm）中存在損壞的橡膠密封條，如圖5所示。

圖5 損壞的橡膠密封條

3 故障點確定及處理

3.1 確定故障點

組織召開了專題分析會，對調速器耗油量劇增且接力器不動原因進行討論，結果如下：

事故配壓閥供油管路由于雜物堵塞，事故配壓閥下腔壓力下降，事故配壓閥向下動作至某一位置，當電調發出開導葉信號，主配壓閥開方向通油,通過事故配壓閥向接力器開腔供油時，由于事故配壓閥未在全開位置，壓力油直接通主配壓閥和事故配壓閥排回油箱，油路徑如圖6所示。

圖6 油路徑示意

3.2 處理步驟

將事故配壓閥控制油管路兩端解開后，進行油管路清掃，管路內部清理;對其余控制油管路進行清掃檢查。對821電磁閥閥座密封進行檢查，密封完好（初步懷疑，雜物源于密封條更換時，對老化密封條清理時，破損遺漏）。將所有管路及電磁閥回裝完畢，進行機組空載試驗，試驗正常。

4 故障原因分析及故障機理復原

機組檢修期間，821電磁閥損壞的密封件遺留在管路內部，隨著管路中壓力油來回運動，偶然堵塞在管路中管徑較小的位置。機組抽水穩態運行過程中，事故配壓閥控制油管路中的雜物偶然堵塞在管路中管徑較小的位置，導致事故配壓閥下腔壓力下降，事故配壓閥向下運動，接力器關腔壓力下降，接力器向關側運行一小段距離，此時調速器系統發出調節信號，主配壓閥向開方向運動，但由于事故配壓閥未完全在打開位置，壓力油通過事故配壓閥向接力器開關腔同時供油，兩腔壓力恒定，導致接力器無法動作，壓力油直接通過主配壓閥和事故配壓閥泄回油箱，油位快速下降，造成低油壓、低油位跳閘動作，機組跳機。

5 結論

通過對這次事故的分析及處理，有效地解決因油壓過低而導致設備出現跳閘的故障，給以后的工作積累了寶貴的經驗，確保機組能夠處于正常的工作狀態。