發(fā)電機滅磁開關(guān)誤跳閘的原因及處理

梁國玲，董曉寧，祁廣福

(青海黃河水電公司積石峽發(fā)電分公司，青海 海東 810801)

發(fā)電機滅磁開關(guān)誤跳閘的原因及處理

梁國玲，董曉寧，祁廣福

(青海黃河水電公司積石峽發(fā)電分公司，青海 海東 810801)

介紹了運行中的發(fā)電機組和處于停機備用狀態(tài)的機組在沒有事故信號的情況下，連續(xù)發(fā)生發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘事件，闡述了事件檢查情況，分析了具體原因，并提出了相應的防范措施，避免了運行機組失磁停機。

滅磁開關(guān)；光耦元件；動作電壓；跳閘

1 事件經(jīng)過

某電廠某日06:37，監(jiān)控上位機出現(xiàn)“1號機組滅磁開關(guān)分閘動作，1號機組A套失磁保護動作，1號機組B套失磁保護動作，1號機組發(fā)電機出口斷路器跳閘；2號機組滅磁開關(guān)跳閘動作，1，2號UPS裝置故障，旁路故障”等信息。06:39，監(jiān)控上位機又出現(xiàn)“3號機組滅磁開關(guān)分閘動作，3號機組A套失磁保護動作，3號機組B套失磁保護動作，3號機組發(fā)電機出口斷路器分閘”等信息。

事件發(fā)生前，1，3號機組運行，2號機組停機備用。1，2號機組滅磁開關(guān)跳閘和3號機組滅磁開關(guān)跳閘僅間隔2 min。

2 現(xiàn)地檢查

事件發(fā)生后，運行人員立即到現(xiàn)場進行檢查，具體情況為：1號機組滅磁開關(guān)跳閘，1號機組發(fā)電機出口開關(guān)跳閘，1號機組處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，1號機保護盤有失磁保護動作等信號；2號機組滅磁開關(guān)跳閘，2號機保護盤無任何信息；3號機組滅磁開關(guān)跳閘，3號機組發(fā)電機出口開關(guān)跳閘，3號機組在空轉(zhuǎn)狀態(tài)，3號機保護盤有失磁保護動作等信號；交、直流電源室檢查設(shè)備運行正常。

3 跳閘原因查找

從監(jiān)控系統(tǒng)的信息及現(xiàn)場初步檢查分析可以看出，此次機組滅磁開關(guān)跳閘前沒有任何保護動作信號，是機組正常運行中發(fā)生滅磁開關(guān)誤跳閘，導致繼電保護裝置動作。

事件發(fā)生后，為查明滅磁開關(guān)誤跳閘的原因，對與機組滅磁開關(guān)跳閘有關(guān)聯(lián)的機組繼電保護裝置、監(jiān)控系統(tǒng)、滅磁開關(guān)控制回路等進行了檢查和試驗，并對直流電源設(shè)備也進行檢查。

3.1 機組保護裝置檢查情況

(1) 對1—3號機組保護裝置(保護A，B，C屏)至滅磁開關(guān)跳1號線圈、跳2號線圈控制電纜進行檢查，接線正確，對地絕緣正常。

(2) 在機組保護屏分別進行跳滅磁開關(guān)試驗，滅磁開關(guān)動作正確，監(jiān)控上位機報文信息正確。

(3) 對機組保護裝置進行干擾試驗，未出現(xiàn)異常現(xiàn)象。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)檢查情況

(1) 對機組計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元(LCU)至滅磁開關(guān)跳閘1號線圈、跳閘2號線圈回路電纜進行檢查，接線正確，對地絕緣正常。

(2) 對監(jiān)控LCU跳滅磁開關(guān)繼電器J69，J70（DC 24 V）進行交流諧波干擾試驗，繼電器工作正常。

(3) 對機組控制程序進行檢查，程序正確，沒有找到跳滅磁開關(guān)的異常信息。

3.3 滅磁開關(guān)控制回路檢查情況

(1) 在滅磁開關(guān)柜內(nèi)分別對引至機組LCU 2號盤、機組保護(A，B，C)盤的滅磁開關(guān)跳閘回路控制電纜屏蔽線進行檢查，所有電纜屏蔽線均可靠接地。

(2) 在滅磁開關(guān)操作電源DC 220 V回路施加交流干擾量進行模擬試驗，滅磁開關(guān)未出現(xiàn)誤跳閘現(xiàn)象。

(3) 根據(jù)勵磁廠家提供的滅磁開關(guān)跳閘回路圖紙，發(fā)現(xiàn)跳閘2號線圈回路是通過光耦元件觸發(fā)可控硅動作來實現(xiàn)跳閘的(其跳閘裝置CID—3控制回路如圖1所示)?，F(xiàn)場對光耦元件進行動作電壓測試，測試結(jié)果：1號機動作電壓63 V；2號機動作電壓62 V；3號機動作電壓65 V。對直流220 V電源系統(tǒng)設(shè)備進行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

(4) 為了進一步查找滅磁開關(guān)誤跳閘原因，委托某電研院對滅磁開關(guān)跳閘回路進行測試，測試結(jié)論:發(fā)電機滅磁開關(guān)第2組跳閘線圈的跳閘裝置CID—3光耦元件動作電壓62—65 V，不能滿足《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》繼電保護專業(yè)重點實施要求6.5條中“光隔開入動作電壓應控制在額定直流電源電壓的55 %—70 %范圍以內(nèi)”的要求。

發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘1號線圈回路KA2跳閘繼電器的動作電壓為128 V，動作功率為2.265 W。按照《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》繼電保護專業(yè)重點實施要求6.7條中“所有涉及直接跳閘的重要回路應采用動作電壓在額定直流電源電壓的55 %—70 %范圍以內(nèi)的中間繼電器，并要求其動作功率不低于5W”的規(guī)定，繼電器動作電壓能滿足要求，但是繼電器動作功率不滿足要求。

圖1 滅磁開關(guān)跳閘裝置CID-3控制回路示意

4 跳閘原因分析

經(jīng)過以上排查，進一步確認此次滅磁開關(guān)跳閘事件非保護裝置或監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出滅磁開關(guān)跳閘命令而跳閘，而是由發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘裝置CID—3誤動作造成的。

(1) 由上述檢查可以確定，發(fā)電機滅磁開關(guān)沒有接到分閘命令而跳閘，即分閘繼電器KA2，KA3沒有動作。

(2) 由于水電站正常停機采用逆變滅磁，不跳開滅磁開關(guān)，事故中2號機組在停機備用狀態(tài)滅磁開關(guān)也發(fā)生了跳閘。

(3) 發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘裝置CID—3光耦元件動作電壓不滿足相關(guān)反措要求，抗干擾能力低。

(4) 事故后運行人員在準備開2號機組時，合不上滅磁開關(guān)。后來，先跳開關(guān)操作再合開關(guān)操作，滅磁開關(guān)才合閘正常，其原理如圖2所示。

由圖2可知，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)滅磁開關(guān)具有2個跳閘線圈。跳1線圈啟動過程為：分命令1啟動KA2繼電器，繼而啟動跳1線圈；跳1線圈動作后無需手動對機構(gòu)進行復位，即具備下次合閘條件。跳2線圈啟動過程為：分命令2啟動KA3繼電器，KA3繼而啟動CID-3控制回路，CID-3控制回路隨后啟動跳2線圈，動作同時KA3也會接通跳1回路使其動作，并具備下次合閘條件。

圖2 滅磁開關(guān)跳閘回路示意

從本次事故的現(xiàn)象看，2號機滅磁開關(guān)跳閘后，需要再次執(zhí)行跳閘命令才能合閘，只有滅磁開關(guān)第2組跳閘裝置CID-3誤觸發(fā)可控硅動作跳2線圈才會現(xiàn)此種情況，所以斷定機組滅磁開關(guān)誤跳閘事件是跳2線圈動作，跳1線圈未動作。造成滅磁開關(guān)跳2線圈動作、跳1線圈不動作有2種可能：

(1) 跳2線圈動作時，跳1線圈直流電源回路恰好失電，但事故發(fā)生期間未出現(xiàn)掉電告警信息，運行人員現(xiàn)地檢查電源正常，故予以排除；

(2) 跳2線圈回路KA3繼電器未動作，所以未能同時啟動跳1線圈，這種情況只能為CID-3裝置誤動，使KA3無法動作，這正與上述理由和現(xiàn)象吻合。

綜上所述，可以得出此次發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘是由于發(fā)電機滅磁開關(guān)第2組跳閘裝置CID-3受到干擾，產(chǎn)生誤動作造成的。

5 解決措施

(1) 根據(jù)設(shè)備廠家提供的資料，UR36M—64S滅磁開關(guān)第2組跳閘裝置CID-3動作電壓設(shè)計值為66—264 V，實際測量值為62—65 V，光耦元件開入動作電壓不滿足反措要求。為提高滅磁開關(guān)跳閘裝置CID-3動作電壓，在KA3接點與光隔之間串接電阻(阻值56 kΩ、功率3 W)。串接電阻后測量CID-3動作電壓：1—3號機分別為130 V，130 V和135 V，動作電壓大于122 V，滿足反措要求(即220 V×55 %=122 V)。

(2) 與滅磁開關(guān)跳閘裝置CID-3連接的導線改為雙絞線并將屏蔽層接地，提高裝置抗干擾能力。

(3) 將1—3號機組滅磁開關(guān)跳閘繼電器KA2，KA3的輔助接點引入監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)視，便于事故分析。

6 結(jié)束語

此次事故暴露了電廠對國外進口設(shè)備不夠了解，且隨機提供的資料不全，缺少滅磁開關(guān)本體的相關(guān)資料的情況。跳閘回路光耦元件觸發(fā)電壓低，易受干擾，出現(xiàn)誤動，不滿足反措要求。在今后設(shè)備選型、設(shè)計時，需格外關(guān)注引進的滅磁開關(guān)跳閘回路，對存在誤動風險的需采取措施，防止此類問題重復出現(xiàn)。該電站勵磁系統(tǒng)滅磁開關(guān)跳閘回路采取措施后運行穩(wěn)定，說明解決措施是可行的。

1 樊 強，李向杰，沙忠林，等．一起600 MW機組勵磁系統(tǒng)滅磁開關(guān)故障分析[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(3)：41-43.

2 白小平，呂慶慶．直流接地導致發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘停機事故的分析[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(9)：42-44.

3 國家電網(wǎng)公司．國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施[M]．北京：中國電力出版社，2007.

2016-12-23；

2017-03-23。

梁國玲(1966—)，男，高級工程師，主要從事生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備管理工作，email：2218402667@qq.com。

董曉寧(1970—)，男，工程師，主要從事安全生產(chǎn)管理工作。

祁廣福(1978—)，男，助理工程師，主要從事生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備管理工作。