一起电厂辅机跳闸故障的分析

杜宁宁，杨玉柱，王厚军

（1.华电国际电力股份有限公司技术服务中心，山东 济南 250014；2.华电安徽芜湖发电有限公司，安徽 芜湖 241000）

一起电厂辅机跳闸故障的分析

杜宁宁1，杨玉柱2，王厚军2

（1.华电国际电力股份有限公司技术服务中心，山东 济南 250014；2.华电安徽芜湖发电有限公司，安徽 芜湖 241000）

发电厂厂用电源的供电安全可靠性对电厂安全生产具有极其重要的作用。针对一起电厂辅机跳闸的故障进行分析，阐述故障过程，发现原因为变电站母线TA故障，提出相应处理措施，为提高厂用电源的安全可靠性提供借鉴。

厂用电系统；电压降低；故障分析

0 引言

发电厂厂用电源的供电可靠性对电厂的安全生产至关重要，因厂用电源故障造成的发电厂机组停运较多［1-5］。发电厂机组检修时，其厂用电系统由启动／备用变压器供电。启动／备用变压器电源接自电网变电站。若变电站发生严重接地故障，电压故障经启动／备用变压器、厂用干式变压器传递后，可导致厂用400 V系统电压降低，严重时可导致厂用控制系统异常、设备失电，机组跳闸。

图1 一次系统接线示意

1 故障经过

某电厂2台660 MW机组，机组为发电机—变压器组型式，经主变压器升压接入500 kV配电装置，500 kV母线有两段，出线两条，电气主接线采用3／2接线，高压厂用电为6 kV，每台机组各设工作母线两段。低压厂用电为400 V，采用PC-MCC供电方式一次系统接线见图1。

2016年5月12日2号机组检修，2号机主变压器高压侧隔离开关处于拉开状态，2号机组厂用电由01号启动／备用变压器供电，1号机组正常运行。13∶50∶00，1号发电机出口电压波动较大，1号发电机无功从60 Mvar短时自动加至78 Mvar，又降至 62 Mvar；2号机组6 kV母线电压同时波动；1号、2机组故障录波器启动，1号主变压器电压、2号高厂变电压越限值；2号主变压器冷却器全停光字牌报警，随即复归；2号机UPS旁路电源故障报警，随即复归；2号机B排烟风机、2号机密封油A排烟风机、密封油再循环泵跳闸；2号炉捞渣机动力电源跳闸，仪用压缩空气系统B、C空压机同时跳闸。电厂检查设备均无故障，调度告知500 kV变电站母线电流互感器故障。

2 故障分析

线路故障波形如图2所示，2号机故障波形如图3所示。由图2可知，系统发生较严重接地故障，500 kV系统A相二次电压最低低至11.4 V（额定57.7 V）。由图3可知，2号机组6 kV厂用母线A／B／C三相一次电压低至1.3／3.2／3.2 kV，三相电压相位差约为 120°，故障时间为 50 ms。

图2 500 kV线路故障录波

图3 2号机组故障录波

因400 V母线电压未引入故障录波器，且因故障时间过短DCS未记录到相关数据，400 V故障电压值需进行相关向量传递计算。6 kV厂用变压器为干式变压器，接线组别DYn11，变比6.3／0.4，对称分量法［1］计算，单位为 kV。

其中 α=ej120°

设定：UA=1.3∠0°，UB=3.2∠-120°，UC=3.2∠120°

求得：UA1=2.56∠0°，UA2=0.63∠180°，UA0=0.63∠180°

根据故障量沿变压器传递相量关系如图4所示。

图4 电压序量相量图

根据相量图关系可得：

根据三角函数及余弦定理求出Uac=207 V。故障时，400 V系统AC相线电压降为额定电压的52%。故障跳闸的所有辅机电源均取自2号机组400V汽机、锅炉MCC段，由配置综合保护装置SPAC201M的抽屉式开关供电。电源接触器的线圈电压为380 V，通过继电保护测试仪实际校核返回电压为额定电压的65%左右。控制电源模块SPT-8（220 V）的电压取自AC相线电压，根据厂家技术说明书允许波动范围为185～265 V。

当400 V母线AC相线电压低至207 V，经过380／220隔离变压器后，电源模块的输入电压为207／（380／220）=120 V， 远低于最低允许电压值，通过使用保护测试仪进行实际校验，当电压模块输入电压为由220 V逐步降低至190 V时，SPAC201M综合保护装置的合闸接点由闭合变为断开，电源接触器线圈失电返回。

综合上述分析，500 kV系统发生A相接地故障后，引起启备变所带6 kV母线A相电压同步降低，故障量经厂用干式变压器进行传递后导致400 V母线系统A、B、C相线电压降低，最终导致电源接触器线圈电压低于释放电压及400 V配电开关保护装置电源模块电压不满足合闸保持要求，电源接触器返回，负载失电。因2号机组事故保安MCC段400 V配电装置的控制电源为直流电源，此次系统接地故障时未导致该段运行设备失电跳闸。

系统接地故障时，运行的1号机组机端电压降低，在励磁调节器的快速响应下，快速增励磁维持了机端电压及厂用系统电压的稳定，电压降低幅值小、时间短，对厂用系统相关保护及控制回路影响小，未导致1号机组厂用设备跳闸。

3 防范措施

当机组停运，使用起备变带厂用负荷，若此时系统发生严重接地故障，电压故障量经起备变、厂用干式变压器传递后可导致厂用400 V系统电压降低，对控制系统电源模块、交流合闸保持回路等产生较大影响，严重时可导致控制系统异常、开关设备失电，机组跳闸。为此，提出3项防范措施。

1）重要系统或设备控制电源尽量采用UPS或直流供电，消除交流电压短时降低、波动造成的影响。

2）结合反措要求对于厂用重要辅机电源应采用低电压延时释放措施，以躲过电压瞬时降低影响。

3）采用具有延时合闸保持功能的综合保护装置。在综合保护装置电源短时失电情况下，其合闸出口接点仍处于保持闭合状态，防止失电时合闸接点断开，电源接触器返回，导致电源失电。同时具有该功能的综合保护装置在交流电压低至电源接触器释放电压及恢复后，电源接触器能在释放后自动吸合恢复供电。

4 结语

分析了一起因变电站母线电流互感器故障造成发电厂厂用设备跳闸的典型案例，从控制电源选取、保护配置等方面提出了保证厂用电系统可靠运行的防范措施，减少因厂用设备跳闸造成的机组停运事故。

［1］刘万顺，黄少锋，徐玉琴.电力系统故障分析［M］.北京：中国电力出版社，2010.

［2］孙涛.600 MW机组厂用电源故障造成跳机的原因分析与处理［J］.安徽电力科技信息，2010（2）：13-15.

［3］杜小军.发电厂保安电源系统缺陷分析和改进［J］.中国电业（技术版），2011（8）：45-48.

［4］申婷婷.发电厂6 kV母线常见故障及处理［J］.中国科技信息，2013（23）：189-190.

［5］张新伟，晁勤，常喜强，等.大型发电厂厂用电切换的再思考［J］.四川电力技术，2010，33（5）：60-64.

Analysis on Trip Failure of Power Plant Auxiliary

DU Ningning1，YANG Yuzhu2，WANG Houjun2
（1.Huadian Power International Corp Technical Service Center，Jinan 250014，China；2.Huadian Anhui Wuhu Power Generation Company，Wuhu 241000，China）

The reliability of auxiliary power supply of the power plant is extremely important to the safety of the power plant operation.A tripping fault case of the auxiliary power equipment of the power plant is briefly introduced and analyzed in this paper.The cause of the fault was found to be related to a faulty substation bus-bar current transformer.Certain prevention measures are put forward in order to improve the safety and reliability of the auxiliary power supply which is of great reference value for the future operation.

the auxiliary power system；reduce voltage；failure analysis

TM621.7

B

1007－9904（2017）11－0055－03

2017-06-24

杜宁宁（1973），女，高级工程师，从事发电厂电气技术管理工作；杨玉柱（1984），男，技师，从事发电厂电气设备检修维护工作；王厚军（1973），男，工程师，从事发电厂电气设备管理工作。