一起廠用變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)引起的停機(jī)故障分析與改進(jìn)措施

丁明利，屠士風(fēng)

（1.溫州市工業(yè)投資集團(tuán)有限公司，浙江 溫州 325000；2.浙江浙能樂清發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 樂清 325609）

熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性、控制邏輯的條件合理性和系統(tǒng)完善性、延時(shí)時(shí)間的設(shè)置，是大機(jī)組安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。為保證熱控設(shè)備和系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，可靠的設(shè)備和控制邏輯是先決條件，有效的技術(shù)管理是保證[1]。熱控控制系統(tǒng)應(yīng)符合機(jī)組運(yùn)行的整體要求，與就地設(shè)備工作特性相匹配。

樂清發(fā)電廠2號(hào)機(jī)組為600 MW超臨界機(jī)組，運(yùn)行中因設(shè)計(jì)缺陷，2A鍋爐供電變壓器（簡稱鍋爐變）差動(dòng)保護(hù)裝置故障導(dǎo)致機(jī)組MFT（主燃料跳閘）。本文對(duì)此次故障進(jìn)行分析，探討了熱控軟件組態(tài)與就地設(shè)備電氣控制回路設(shè)計(jì)相匹配的重要性，并提出了改進(jìn)措施。

1 故障過程

1.1 鍋爐供電回路

2號(hào)機(jī)組的鍋爐供電回路如圖1所示。廠用電380 V保安A段工作電源取自380 V鍋爐PC（動(dòng)力中心）A段，備用電源取自380 V鍋爐PC B段，380 V保安2A工作電源開關(guān)運(yùn)行；A，B，C磨煤機(jī)油泵電源取自380 V保安A段，D，E，F(xiàn)取自380 V保安B段；A，B，C給煤機(jī)動(dòng)力電源取自380 V鍋爐MCC（電動(dòng)機(jī)控制中心）A段，D，E，F(xiàn)取自380 V鍋爐MCC B段；6臺(tái)給煤機(jī)控制電源共用保安A/B段的電源，A電源失電后經(jīng)過斷電切換至B，電源低電壓切換斷電固有時(shí)間約為250 ms；A鍋爐變配置兩套保護(hù)；380 V鍋爐PC母線A/B段非自動(dòng)切換。

圖1 鍋爐供電回路

1.2 故障過程

故障發(fā)生時(shí)2號(hào)機(jī)組負(fù)荷455 MW，A，B，C，E，F(xiàn)層制粉運(yùn)行，2A鍋爐變差動(dòng)保護(hù)裝置故障誤動(dòng)，引起2A鍋爐變6 kV開關(guān)跳閘，380 V鍋爐PC 2A段失電，導(dǎo)致380 V鍋爐MCC 2A段失電，引起熱工電源失電切換，A，B，C，E，F(xiàn)給煤機(jī)控制電源斷電，250 ms后電源切換恢復(fù)。同時(shí)380 V保安2A段母線失電切換，引起A，B，C磨煤機(jī)油泵電源中斷，A，B，C磨煤機(jī)跳閘，給煤機(jī)A，B，C聯(lián)跳；2A空預(yù)器失電延時(shí)2 s后，同側(cè)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)跳閘。

由于上述設(shè)備跳閘，引起E，F(xiàn)磨煤機(jī)因點(diǎn)火能量不足條件觸發(fā)跳閘，最終導(dǎo)致燃料全失，鍋爐MFT。故障過程如圖2所示。

2 故障原因分析

2.1 2A鍋爐變差動(dòng)保護(hù)裝置故障誤動(dòng)

2A鍋爐變差動(dòng)保護(hù)裝置故障初步判定為主板中ISSRAM芯片損壞，損壞原因有待廠方進(jìn)一步分析，ISSRAM用于存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)信息，主要用于報(bào)告儲(chǔ)存。由于各芯片通過總線聯(lián)系，該芯片故障導(dǎo)致總線出錯(cuò)，重寫其他芯片，故障發(fā)生后ISSRAM里存儲(chǔ)的事件記錄和通信參數(shù)丟失，并引起其他邏輯芯片誤動(dòng)，導(dǎo)致2A鍋爐變6 kV開關(guān)誤跳閘。

圖2 故障經(jīng)過示意

2.2 磨煤機(jī)跳閘

在380 V保安2A段母線切換過程中，A，B，C磨煤機(jī)油泵由于失電停運(yùn)，造成低油壓，延時(shí)2 s后引起磨煤機(jī)跳閘。

給煤機(jī)A，B，C，E，F(xiàn)因控制電源失去停運(yùn)，250 ms后控制電源切換成功，重新得電運(yùn)行?？疹A(yù)器A跳閘延時(shí)2 s聯(lián)跳A送風(fēng)機(jī)、A引風(fēng)機(jī)、A一次風(fēng)機(jī)，致使單臺(tái)一次風(fēng)機(jī)B運(yùn)行。

鍋爐點(diǎn)火許可條件中單臺(tái)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，限制第4臺(tái)制粉系統(tǒng)投入。雖然此時(shí)制粉系統(tǒng)A，B，C退出運(yùn)行，但在邏輯中由于可靠性需要采用給煤機(jī)停運(yùn)延時(shí)3 s才判斷該制粉系統(tǒng)退出。因此在一次風(fēng)機(jī)單臺(tái)運(yùn)行的情況下，邏輯上仍認(rèn)為有5套制粉系統(tǒng)投用，所以觸發(fā)鍋爐點(diǎn)火不允許，即單臺(tái)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行的情況下，不允許啟動(dòng)第4臺(tái)制粉系統(tǒng)。

E，F(xiàn)給煤機(jī)控制電源恢復(fù)后，直接進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，觸發(fā)了點(diǎn)火不允許跳閘磨煤機(jī)信號(hào)（給煤機(jī)啟動(dòng)120 s內(nèi)，點(diǎn)火不允許，跳閘該臺(tái)磨煤機(jī)）。磨煤機(jī)E，F(xiàn)因給煤機(jī)啟動(dòng)點(diǎn)火不允許跳閘，最終導(dǎo)致全燃料喪失機(jī)組MFT。

3 防范措施

3.1 改造制粉系統(tǒng)電源回路

對(duì)制粉系統(tǒng)的電源回路進(jìn)行以下改造：

（1）各臺(tái)給煤機(jī)控制電源通過隔離變壓器直接取至對(duì)應(yīng)給煤機(jī)的動(dòng)力電源。防止在給煤機(jī)動(dòng)力電源正常情況下因控制電源切換或失去而導(dǎo)致給煤機(jī)停運(yùn)。

（2）將C層制粉系統(tǒng)與E層給粉系統(tǒng)的電源進(jìn)行互換，即將制粉系統(tǒng)中C層的磨煤機(jī)、磨煤機(jī)油泵和給煤機(jī)電源同E側(cè)的磨煤機(jī)、磨煤機(jī)油泵和給煤機(jī)電源進(jìn)行互換。這樣在單側(cè)母線失電的情況下，有利于保持爐膛燃燒和鍋爐主汽溫度的穩(wěn)定。

3.2 完善熱控組態(tài)控制回路

（1）修改空預(yù)器連跳送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)延時(shí)時(shí)間。經(jīng)鍋爐廠確認(rèn)及電氣試驗(yàn)證實(shí)，將空預(yù)器聯(lián)跳同側(cè)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)的延時(shí)時(shí)間由原來的2 s延長至5 s，避免空預(yù)器停運(yùn)聯(lián)跳送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)時(shí)，因觸發(fā)點(diǎn)火能量不足而導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘。判斷制粉系統(tǒng)退出時(shí)的給煤機(jī)停運(yùn)延時(shí)3 s不變。

（2）磨煤機(jī)潤滑油泵自啟指令完善。在磨煤機(jī)運(yùn)行的情況下，對(duì)應(yīng)油泵停運(yùn)，將重發(fā)磨煤機(jī)油泵啟動(dòng)指令。但如果是電氣原因使油泵就地停運(yùn)，由于操作員畫面上油泵控制塊指令仍在啟動(dòng)狀態(tài)，無法再次觸發(fā)自動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)，意味著即使只是電氣開關(guān)切換、控制回路迅速恢復(fù)正常，油泵也可能停運(yùn)，無法通過自動(dòng)啟動(dòng)指令啟動(dòng)油泵。因此進(jìn)行了優(yōu)化，在磨煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，油泵停運(yùn)后重發(fā)油泵自啟指令信號(hào)不通過邏輯控制塊，而改為直接通過電纜連接至就地，從而避免因電氣開關(guān)切換，導(dǎo)致油泵停運(yùn)無法重啟故障的發(fā)生。

（3）取消風(fēng)機(jī)油站液位低閉鎖油泵自啟信號(hào)。在一次風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)油泵中，油箱油位開關(guān)電源取至風(fēng)機(jī)A油泵控制箱。當(dāng)A側(cè)油泵控制電源丟失時(shí)，油箱油位開關(guān)失去工作電源，油位低信號(hào)觸發(fā)，導(dǎo)致B油泵自啟條件不滿足。2臺(tái)油泵停運(yùn)將直接導(dǎo)致風(fēng)機(jī)因油壓低跳閘。因此，在油泵自啟動(dòng)條件中取消油箱油位低信號(hào)，保留手動(dòng)啟動(dòng)條件中油位低不允許啟動(dòng)的條件。

3.3 可靠性優(yōu)化

對(duì)控制系統(tǒng)開展自查工作，全面分析系統(tǒng)軟硬件回路中任一可能導(dǎo)致主保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的因素，檢查設(shè)計(jì)、組態(tài)、安裝、接線、保險(xiǎn)、屏蔽、接地、報(bào)警、首出等是否完善，延時(shí)時(shí)間、定值、開關(guān)量信號(hào)的取信方式是否合理，同時(shí)在生產(chǎn)過程中將系統(tǒng)的各種異常情況詳細(xì)記錄，以便匯總分析，提前發(fā)現(xiàn)不符合要求的控制邏輯、回路并進(jìn)行優(yōu)化，以保證熱工自動(dòng)控制、保護(hù)、聯(lián)動(dòng)可靠，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。

3.4 制訂故障處理預(yù)案

建立完整的控制系統(tǒng)典型故障應(yīng)急處理預(yù)案。為確保機(jī)組在運(yùn)行過程中發(fā)生控制系統(tǒng)故障時(shí)，運(yùn)行和維護(hù)人員能迅速、準(zhǔn)確地組織故障處理，最大限度地降低故障造成的影響，在總結(jié)、研究控制系統(tǒng)故障時(shí)的應(yīng)急處理方法基礎(chǔ)上，根據(jù)控制系統(tǒng)的特性，編制適合機(jī)組運(yùn)行的分散控制系統(tǒng)故障應(yīng)急處理預(yù)案，在機(jī)組檢修時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證和完善，并定期進(jìn)行反事故演練，提高運(yùn)行、維護(hù)人員在控制系統(tǒng)故障時(shí)的應(yīng)急處理能力。

4 結(jié)語

隨著對(duì)機(jī)組非?？己肆Χ鹊募訌?qiáng)，對(duì)熱控系統(tǒng)設(shè)備可靠性的要求也越來越高。因此，熱控專業(yè)人員除了要提高控制系統(tǒng)硬件的可靠性外，還應(yīng)提高軟件組態(tài)的可靠性，防止因軟件組態(tài)的不合理造成設(shè)備保護(hù)的誤動(dòng)或拒動(dòng)。保證軟件組態(tài)中設(shè)備的控制邏輯適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工作特性，適應(yīng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)作特點(diǎn)，這需要各專業(yè)相互配合，并堅(jiān)持不懈地努力。

[1]孫長生，朱北恒，王建強(qiáng)，等.提高電廠熱控系統(tǒng)可靠性技術(shù)研究[J].中國電力，2009，42（2）：56-59.

[2]火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預(yù)控[S].北京：中國電力出版社，2005.

[3]樊健剛，章衛(wèi)軍，葉國滿，等.樂清電廠熱控系統(tǒng)故障原因技術(shù)分析與預(yù)控措施[J].浙江電力，2012，31（5）：50-55.