一起主變冷卻器全停事件原因分析

馬 瑞

(淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽 淮南 232098)

0 引言

某電廠660 MW 機(jī)組主變壓器，型號(hào)為SFP-720000/500，采用6+(1)組LK8-315 (310 kW)強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷卻器。冷卻器本體由橢圓形翼片管、散熱風(fēng)扇、潛油泵、構(gòu)架構(gòu)成，熱油在管內(nèi)流動(dòng)，將熱量通過翼片管傳遞到空氣中，冷卻過的油通過潛油泵閉路循環(huán)到變壓器中，周而復(fù)始進(jìn)行降溫。冷卻器正常運(yùn)行時(shí)，由就地控制柜進(jìn)行控制，4 組冷卻器投運(yùn)，另2 組投輔助檔位熱備用，當(dāng)變壓器油溫持續(xù)上升至55 ℃和65 ℃時(shí)，熱備用的2 組冷卻器分別根據(jù)預(yù)先設(shè)定的邏輯自動(dòng)投運(yùn)。按機(jī)組運(yùn)行規(guī)定要求，該主變冷卻器最多同時(shí)投運(yùn)6 組冷卻器，保留1 組冷卻器作為備用。

1 事件概述

1.1 事件回顧

某日16:10，運(yùn)行人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)DCS 畫面“主變工作或輔助冷卻器故障”報(bào)警，機(jī)組長及巡檢立即就地檢查，發(fā)現(xiàn)2 號(hào)主變冷卻器全停。運(yùn)行人員在就地將“2 號(hào)主變冷卻器控制柜”內(nèi)的7 組冷卻器轉(zhuǎn)換開關(guān)均切至停用位置，將主變冷卻器電源由電源I 切換至電源II，嘗試啟動(dòng)主變冷卻器，冷卻器無反應(yīng)，又重新將主變冷卻器電源由電源II 切換至電源I，冷卻器仍不運(yùn)行。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)7 組冷卻器的28 個(gè)熱偶均動(dòng)作，立即對(duì)所有熱偶進(jìn)行復(fù)歸，將主變冷卻器電源再次由電源I 切換至電源II 后，主變冷卻器正常啟動(dòng)。在事件緊急處理期間，2 號(hào)機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)(automatic generation control，AGC)退出運(yùn)行，運(yùn)行人員手動(dòng)將負(fù)荷由628 MW 減至608 MW，主變上層油溫由56.6 ℃最高上升至62.6 ℃，整個(gè)事件(報(bào)警發(fā)生至冷卻器重新投用)共計(jì)持續(xù)約20 min。

1.2 事件過程處理

冷卻器全停后，檢修人員當(dāng)即配合運(yùn)行人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了勘查和處理，檢查發(fā)現(xiàn)電機(jī)控制柜(motor control center，MCC)主變通風(fēng)電源I 電源熔絲C 相熔斷，在復(fù)歸熱偶并將主變冷卻器電源由電源I 切換至電源II 后，重新啟動(dòng)主變冷卻器，以保證主變正常運(yùn)行。

搶修結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)MCC 柜進(jìn)行了維護(hù)。更換了電源I 熔斷器內(nèi)熔絲，測(cè)量了電纜對(duì)地及相間絕緣，試驗(yàn)了電源I、電源II 之間自動(dòng)、手動(dòng)切換功能后，將冷卻器重新切換至電源I 進(jìn)行供電，設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行，各項(xiàng)參數(shù)滿足規(guī)范要求，維持投入運(yùn)行狀態(tài)。

2 原因分析

根據(jù)事件檢查處理過程以及圖紙對(duì)照可知，事件直接原因?yàn)橹髯兺L(fēng)電源I 采用熔斷器作為供電保護(hù)，熔斷器長期使用老化導(dǎo)致C 相熔斷，而其他兩相正常帶電，又因電源監(jiān)視繼電器只采集了A，B 兩相電壓，未采集到故障相電壓，因而電源I 電源監(jiān)視繼電器無響應(yīng)，未能實(shí)現(xiàn)故障電源切換功能，冷卻風(fēng)扇缺相運(yùn)行，最終使熱偶動(dòng)作，導(dǎo)致冷卻風(fēng)扇全停。因電源故障、熱偶動(dòng)作等多重因素疊加的影響，運(yùn)行人員手動(dòng)切換電源供電后，因不滿足啟動(dòng)條件，冷卻器仍無法運(yùn)行。

3 存在問題

(1) 電氣控制回路設(shè)計(jì)存在不足。主變冷卻器雙電源切換控制回路設(shè)計(jì)存在不足，雖然主變冷卻器的雙電源控制回路設(shè)計(jì)有互鎖自投功能，在電源監(jiān)視繼電器發(fā)現(xiàn)一路電源失去后，會(huì)自動(dòng)切換另一路電源供電，但雙路電源所使用的電源監(jiān)視繼電器只取了A，B 兩相電源進(jìn)行監(jiān)視，而當(dāng)C 相電源失去后，因電源監(jiān)視繼電器不動(dòng)作，導(dǎo)致不能及時(shí)進(jìn)行電源切換，從而發(fā)生了主變冷卻器全停事件。

(2) 采用熔斷器形式的電源保護(hù)。某電廠一期兩臺(tái)機(jī)組于2007 年投入運(yùn)行，電廠所有400 V 負(fù)荷，無論重要與否，其一次電源均采用熔斷器進(jìn)行保護(hù)。熔斷器因三相分開，導(dǎo)致單獨(dú)一相出現(xiàn)問題時(shí)，其它兩相仍能正常運(yùn)行，且熔絲長期運(yùn)行老化或熔斷器底座氧化導(dǎo)致熔斷器電阻增大，均可能導(dǎo)致熔斷器異常熔斷。如果使用的是塑殼斷路器則不會(huì)出現(xiàn)單相斷開，其他兩相仍正常運(yùn)行的問題，且塑殼斷路器在反應(yīng)速度、壽命上均優(yōu)于熔斷器。因此，主變通風(fēng)電源I 使用熔斷器作為電源保護(hù)，是導(dǎo)致主變冷卻器全停事件發(fā)生的直接原因。

(3) 熔斷器的使用及維護(hù)管理缺失。電廠內(nèi)部對(duì)熔斷器內(nèi)的熔絲使用期限、安裝要求未做明確規(guī)定。日常使用時(shí)，熔絲熔斷后才進(jìn)行更換，且運(yùn)行人員送電時(shí)如果熔絲插入不夠嚴(yán)密也可能會(huì)導(dǎo)致熔斷器異常熔斷。由于未對(duì)熔絲進(jìn)行深入研究，對(duì)多久需進(jìn)行熔絲更換、熔絲安裝如何監(jiān)督等問題均未明確規(guī)定，促成了此次冷卻器全停事件的發(fā)生。

(4) 專業(yè)人員責(zé)任心不足，未能發(fā)現(xiàn)隱患。本次事件中，電廠一期主變冷卻器控制回路及熔斷器存在隱患的問題從建廠以來一直存在，但由于員工責(zé)任心不夠，在后續(xù)機(jī)組投運(yùn)后，電源監(jiān)視繼電器已修改為三相電源監(jiān)視繼電器的情況下，未進(jìn)行圖紙、設(shè)備的系統(tǒng)分析和比對(duì)研究，也未能發(fā)現(xiàn)該隱患，最終導(dǎo)致了事件的發(fā)生。

4 防范措施

事件發(fā)生后，對(duì)一期主變冷卻器就地控制箱進(jìn)行了普查，發(fā)現(xiàn)就地控制箱內(nèi)的電氣控制回路設(shè)計(jì)均是按此模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，存在同樣的隱患。針對(duì)這樣情況，做出如下反措。

(1) 運(yùn)行專業(yè)制訂熔斷器管理規(guī)定。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的所有熔斷器，按熔斷器供電電源的重要性分級(jí)，采用同行業(yè)其他電廠的經(jīng)驗(yàn)定期更換熔斷器內(nèi)的熔絲，同時(shí)運(yùn)行專業(yè)在安裝熔絲時(shí)應(yīng)做好檢查及監(jiān)督，保障熔斷器良好的工作特性。

(2) 更換熔斷器。利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)逐步將母線段上重要負(fù)載的熔斷器更換成塑殼斷路器，保證后續(xù)供電的可靠性和故障時(shí)同步動(dòng)作的準(zhǔn)確性。

(3) 更換電源監(jiān)視繼電器?，F(xiàn)場(chǎng)電氣控制回路中電源監(jiān)視繼電器全部更換成三相電源監(jiān)視繼電器，當(dāng)有其中任何一相故障時(shí)均能及時(shí)進(jìn)行自切動(dòng)作，保證電源的可靠性，防止出現(xiàn)上述事件。

(4) 落實(shí)設(shè)備管理責(zé)任，提高人員責(zé)任心。提高員工責(zé)任心，按設(shè)備進(jìn)行劃分，定人定設(shè)備，實(shí)行責(zé)任到人，提高員工主觀能動(dòng)性，用精益求精的精神實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)工作。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)同類設(shè)備比對(duì)其控制原理，找出相異的原因，優(yōu)化現(xiàn)有控制方式，盡最大努力做好事件的事前預(yù)防，而不是被動(dòng)消除事件所帶來的影響。

5 結(jié)束語

通過多方面分析可知，主變冷卻器全停事件發(fā)生的原因既有設(shè)計(jì)的缺陷，也存在現(xiàn)場(chǎng)管理的缺失。為降低類似事件的發(fā)生率，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備本身及設(shè)計(jì)的分析，通過設(shè)備運(yùn)行原理的研究和類似設(shè)備應(yīng)用中的差異對(duì)比，找出固有的和先天的缺陷，同時(shí)以專業(yè)化的要求提升人員的責(zé)任心和管理水平，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。