350 MW机组事故中厂用电失电原因分析

吉 杨，郑 华，邱纳新，贠宇婷

（1.华北电力大学，北京 102206；2.辽宁东方发电有限公司，辽宁 抚顺 113007）

350 MW机组事故中厂用电失电原因分析

吉 杨1，郑 华1，邱纳新2，贠宇婷1

（1.华北电力大学，北京 102206；2.辽宁东方发电有限公司，辽宁 抚顺 113007）

对某发电公司350 MW机组事故中机组6 kV厂用系统失电的原因进行分析，并提出预防措施，避免类似事故的发生，为同类型机组提供参考。

厂用电；失电；原因分析；预防措施

某发电公司在做“小机速关阀活动”定期试验时，发生汽泵组跳闸，锅炉保护动作，机组跳闸，厂用系统工作电源失电。随后厂用电源快切后备失败，机组交流不间断电源系统（UPS）及保安段未能发挥备用供电功能，致使事故扩大，造成主机轴瓦和轴颈严重磨损。

本文对事故的各个环节进行分析，找出事故原因并总结经验，从技术和管理方面提出预防及改进措施，为避免再次出现类似事故提出建议。

1 主设备概况

机组锅炉为HG－1165／17.45－YM1型亚临界、一次再热、自然循环、平衡通风、燃煤汽包锅炉。

汽轮机为N350－16.7／538／538型亚临界、一次中间再热、高中压合缸、双缸、双排汽、单轴、反动、凝汽式汽轮机。

发电机为QFSN－350－2型三相隐极式同步发电机，整体为全封闭气密结构，主要冷却介质为氢气。

主变为SFP10－430000／220型三相强迫油循环风冷变压器。

机组交流不间断UPS型号为TTE－80K，容量80 kVA，于2014年11月5日完成技术改造，更换投运。

机组厂用系统为6 kV等级二段配置，保护装置为2014年9月更换的南自公司PS690U系列保护测控装置。

6 kV厂用电快切装置为北京四方公司CSC821快切装置，2012年更换。

机组2005年投产，距上次A级检修时间为2年零1个月。

2 事故经过

事故前，机组负荷253 MW，炉膛负压－47 Pa，5台磨煤机运行，A凝泵运行，小机运行，转速4 930 r／min，主汽压力15.7 MPa，主汽温度540℃，再热汽温度524.3℃，各系统运行参数正常。

事故当天13时，机组进行“小机速关阀活动”定期试验。操作人员点击“试验按钮”，速关阀阀位由100%下降到83%后，瞬时阀位降至0，汽泵组跳闸，运行人员检查小机转速下降，汽泵出口门联关，电动给水泵联启。随后，机组RB3保护动作；锅炉E磨煤机跳闸；检查AB层1号角油枪开始投入；锅炉D磨煤机跳闸；AB层3号角油枪开始投入；锅炉C磨煤机跳闸，炉膛压力快速降低至－2 000 Pa。锅炉MFT中“炉膛压力低”保护动作，机组跳闸，同时所有操作员站电脑黑屏，主控室及厂房照明电源消失。电气值班人员到现场检查机组保安段电压正常376 V，柴油发电机联启。检查6 kV厂用2A、2B段母线电压为0，立即拉开6 kV厂用2A、2B段母线上所有负荷开关。汽机副值就地检查发现主机交流油泵未联启，立即手动启动主机直流油泵，就地检查油泵运行指示灯正常，直流油泵出口油压显示0.25 MPa。检查主机转子静止。在投主机盘车时发现主机盘车无法投入，机组无法恢复运行，经报请电网同意，机组临检72 h。在抢修解体过程中发现主机2号、3号、4号轴瓦及轴颈磨损。

3 原因分析

a.汽动给水泵关闭

检查小机四抽进汽管道附近电缆桥架时发现，该处部分电缆有受高温熔化粘连现象，如图1所示，且就近压力表管处管路保温存在部分缺失。进一步排查测试该处电缆时，发现小机试验电磁阀电缆与小机跳闸电磁阀电缆之间绝缘不良。试验电磁阀正常运行中处于失电状态不动作，当点击动试验按钮时，试验电磁阀带电，由于小机试验电磁阀电缆与小机跳闸电磁阀电缆间绝缘不良，造成小机跳闸电磁阀带电动作，小机跳闸。

图1 电缆受高温熔化粘连

b.炉膛压力快速降低，造成MFT保护动作

从事故当时参数变化看，RB3动作后，上3层磨煤机相继跳闸，炉膛热负荷及温度急剧下降，造成炉膛压力快速降低，引风机静叶跟踪速率滞后炉膛压力变化速率，致使炉膛压力快速达到保护动作值，引起MFT动作［1］。

c.机组跳闸后，6 kV厂用系统电源未及时切换

检查事故状态下快切装置记录，二段厂用电源切换备用未成功。进一步检查快切装置：核对、校验快切装置回路接线，无错接、端子接触不良等问题。对快切装置进行不同状态下模拟动作试验：热工保护压板投退，电源开关保护装置闭锁信号线拆除，手动分合工作电源开关，快切装置反馈正常。

6 kVⅡA、ⅡB段电源开关保护装置不投直流时，保护闭锁信号消除，当投入直流且操作开关时，保护闭锁信号到达。

进一步检查6 kVⅡA、ⅡB段电源开关保护装置，不论开关保护动作或手动操作，保护闭锁信号始终发出。2套快切装置动作时始终有保护闭锁信号到达。

调取快切装置后台动作录波报告，如图2所示，显示6 kVⅡA、ⅡB段保护闭锁，快切装置未联启备用电源。2套快切装置在机组故障动作时，6 kVⅡA、ⅡB段保护闭锁信号超前于快切合闸指令，6 kVⅡB段保护闭锁未联启。

综上所述，6 kV厂用系统电源没有切换成功的原因是在发变组保护动作发出启动快切指令时，6 kV厂用工作电源开关保护也发出闭锁快切装置信号，事故中闭锁信号早于快切指令发出，致使快切装置闭锁，备用电源无法合闸，厂用电源消失。

图2 快切装置动作录波图

d.UPS失电

6 kV厂用ⅡB段母线失电时，380 V厂用PCⅡB段母线失电，造成UPS装置主路失电，如图3、图4所示。380 V保安段电源切换时，因切换有延时，导致UPS装置旁路电源失电。此时因空、氢侧交流密封油泵失电，联锁启动直流油泵，造成蓄电池电压快速降低至UPS输入电压闭锁值187 V以下。机组蓄电池组已运行10年，电池容量下降严重，造成UPS装置关机。保安段电源切换设计为2路厂用电源同时失电后联启柴油发电机，期间有24 s延时。因保安段和UPS同时失电，导致热工控制系统电源消失，DCS操作员站电脑黑屏［2］。

图3 UPS系统接线图

图4 热控DCS电源系统配置图

4 厂用电系统失电的预防及改进措施

由上述分析可见，本次事故虽然由机组常规试验中的电缆损坏造成小机跳闸引起，但由于厂用电系统中存在问题，使机组被迫停机，事故扩大，最终酿成严重事故。为杜绝此类事故的发生，采取如下措施。

a.针对6 kV厂用电源未及时切换的问题，对6 kV工作电源开关保护控制字进行重新设置，将开关保护装置非保护动作闭锁信号关闭，闭锁信号不再发出，工作、备用电源开关切换正常［3］。做好设备的维护、定期检查工作，保证设备运行状态良好，并加强人员技能培训。

b.针对UPS失电问题，需要定期保养维护蓄电池，蓄电池组超过使用期限要及时更换。一般蓄电池设计使用寿命最高为10年，因此需要及时制定技术改造计划，并按规定对电池组进行定期充放电和容量校核，及时更换单体电压不合格的蓄电池，避免因蓄电池容量不足导致在短时间接带大负荷情况下，电池电压快速降低，致使发生事件时UPS不能正常切换到直流供电［4］。

c.事故时主机的直流油泵控制方式主要有：远方（DCS手动）、就地手动、DCS联锁及操作员站控制台手动启动直流油泵。远方和DCS联锁合闸通过DCS来实现。此次因热工控制系统失电，加之直流油泵没有设计硬联锁，造成直流油泵在润滑油压低时无法联锁启动。因此，在油系统等重要负荷操作回路中，需要在值班操作台上加装电气硬启动控制按钮，发生紧急情况可立即采取应对措施。

d.在DCS和交流油泵失电处理过程中，运行人员没有按照运行规程要求，及时启动操作员站控制台上主机直流油泵紧急按钮，而是就地控制箱启动，导致直流油泵启动不及时，造成机组跳闸后，转子惰走过程中部分时段断油，轴瓦磨损［5］。说明在管理方面和值班人员操作技能培训方面存在较大问题。操作前应进行充足的风险分析，制定具有针对性的事故预想和应急预案；加强运行培训管理工作，使运行人员在发生事故的第一时间能够正确处理；严格执行定期管理工作中的技术监督工作，建立高标准的技术监督管理体系及各项制度；自上而下的安全生产责任须有效落实，时刻保持安全意识［6］。

［1］张 磊，柴 彤.大型火力发电机组故障分析［M］.北京：中国电力出版社，2007.

［2］谢 丹.电厂UPS系统设计方案的探讨［J］.东北电力技术，2003，24（8）：46－49.

［3］田丰源，姜 伟，张延鹏.发电厂厂用电整定计算分析［J］.东北电力技术，2011，32（9）：17－18.

［4］马 勇，王艳慧.电厂厂用蓄电池组的选型［J］.东北电力技术，2005，26（10）：45－47.

［5］杨洪军.山西旧关电厂二期4号机组试运时轴承轴瓦磨损事故分析［J］.东北电力技术，2006，27（1）：34－36.

［6］国家能源局.防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义［Z］.北京：中国电力出版社，2014，177－180.

Causes Analysis on Auxiliary Power Interruption of 350 MW Generation

JI Yang1，ZHENG Hua1，QIU Na⁃xin2，YUN Yu⁃ting1
（1.North China Electric Power University，Beijing 102206，China；2.Liaoning Dongfang Power Generation Co.，Ltd.，Fushun，Liaoning 113007，China）

This paper analyzes the causes of 6 kV auxiliary power interruption accident of 350 MW generation and puts some preventive and improved measures.Suggest actions is taken to avoid occurrence of similar accidents.This paper provides useful references for similar unit.

Plant electrical consumption；Power interruption；Analysis causes；Preventive measures

TM621

A

1004－7913（2016）08－0027－03

吉 杨（1992—），男，硕士，从事电力系统及其自动化研究。

2016－03－15）