机组MFT回路失电分析及优化措施

骆剑勇，金 晶

(广东粤电靖海发电有限公司，广东 揭阳 515223)

0 引言

某电厂3，4号机控制系统采用ABB北京贝利控制有限公司Symphony系统，MFT跳闸继电器柜独立于DCS系统，完全由硬接线实现锅炉主燃料跳闸，在紧急工况下能切断所有燃料的供料设备，包括燃油快关阀、一次风机、给煤机、磨煤机等。

MFT跳闸时，继电器柜使用PEP-BC-B切换装置，可实现2路工作电源的自动切投。2路工作电源同时工作，不存在切换过程，实现MFT回路电源冗余；输出一路110 V DC电压，为整个MFT跳闸回路提供电源，MFT柜保护控制回路如图1所示。

1 MFT柜失电现象及检查

2015-05-28T15:35，某电厂3号机组操作站报警，MFT硬回路2路110 V直流电源空开同时跳闸。工作人员通过检查分析，发现有如下现象：

(1) 操作站SOE数据显示当日15:35:19:380，为MFT跳闸回路供电的PEP-BC-B装置的LINEK1，K2两路空开同时跳闸，MFT回路失电。

(2) 用万用表测量电气供电电压，2路电压都为 +59.1 V，-56.7 V，正常。

(3) 从电气报警信息看，15:12左右多个电气段出现接地报警信息，并提示对地阻值为0。15:38左右电气接地报警信息消失。

(4) 机组停运后，在更换PEP-BC-B装置过程中，测量输出侧负载为无穷大，无短路现象。后续检查，测量MFT主跳闸继电器阻值为3 kΩ，正常；测量MFT分跳闸继电器阻值187 Ω，正常。

(5) 经ABB公司研发部门检测，换下的PEPBC-B装置内部元器件完好，无损坏；各元件阻值正常，无短路。

2 MFT柜失电故障原因分析

通过对3号机MFT柜故障信息采集及检查，判断为3号机110 V DC馈电柜电气供电段出现接地故障，使正电压近似降为0。待接地故障消失，电压突升至正常值时，产生浪涌现象，导致PEPBC-B装置的2路空开过流，同时跳闸，MFT回路失电。

(1) 在MFT回路失电前，电气就已经接收到多个段的接地报警信息；如果是MFT回路出现问题，空开跳闸时间则应和电气报警时间基本一致。

(2) 经后续检测，MFT回路及PEP装置未发现故障点。

(3) 如果MFT回路或装置出现问题，则不会导致那么多的电气段出现报警。

图1 MFT柜保护控制回路

(4) 为MFT跳闸回路供电的PEP-BC-B切换装置的2路LINE1/2的输入负端，是通过二极管连接在一起的，其设计初衷是可以避免环流，但非完全电气隔离。当1路电压大幅波动时，浪涌会作用到2路空开上，导致2路空开跳闸。当M1/M2 2路电压负极存在较大偏差时，容易对整个电源回路产生扰动。MFT回路的110 V DC回路采用二极管合环模块供电方式，虽然保证了电源双重化配置，但可能导致110 V低压直流系统存在环网，直流接地故障会同时影响2路直流电源。“合环模块供电方式”是指110 V DC的正压端L1，L2通过二极管接在一起，110 V DC的负压端M1，M2也通过二极管接在一起，正压端、负压端均由导线连接在一起，就叫“合环”；这样就形成了一个环路，形成合环模块供电方式。二极管正常工作时，L1与L2不通，M1与M2不通，不会形成串流；但某二极管损坏时，M1与M2有可能导通，因此有可能形成串流，直流接地故障会同时影响2路直流电源。

PEP-BC-B切换装置局部电路如图2所示。

(5) 该厂 1—4号机组 DEH 的 110 V DC 直流系统也是采用类似MFT双回路供电方式，运行中曾多次出现过110 V直流系统绝缘低和充电机故障告警，DEH直流回路绝缘低于3 kΩ的现象。

(6) 类似 110 V DC 电源端一极接地，导致MFT柜110 V DC 2路空开跳闸或另一路供电段也出现接地报警的故障现象，在山阴、湛江、印度喜莱雅等电厂现场也曾出现过。

3 MFT回路失电危险性分析及应急处理过程

3.1 MFT回路失电的危险性分析

由于3号机组运行期间，MFT继电器柜失电，严重影响机组的安全稳定运行。通过分析，发现MFT回路失电存在以下危险性。

(1) MFT硬回路主跳闸继电器及跳主要设备的分继电器都采用得电跳闸方式。当110 V直流电压失去时，如果有MFT跳闸条件产生，MFT硬跳闸回路将不能工作，手动打闸按钮也不能MFT。

图2 PEP-BC-B切换装置局部电路示意

(2) MFT整体跳闸采用硬回路和软逻辑回路冗余方式。当硬回路失电停止工作时，如果有MFT条件产生，可以通过逻辑软回路实现MFT；但如果出现110 V DC电压及FSSS机柜同时断电的极端情况，MFT功能将全部失去，严重威胁机组安全运行。

3.2 MFT回路失电的应急处理

根据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中防止热工保护失灵的内容要求，涉及机组安全的重要设备应有独立于分散控制系统的硬接线操作回路。因此，对MFT继电器柜硬件回路失电采取以下应急处理措施。

(1) 在无MFT条件下，测量PEP装置输出端子负载侧阻值是否为无穷大(2路MFT供电断开且正常无MFT信号时负载开路)。

(2) 测量PEP装置输出端子负载侧正、负端对地绝缘电阻是否为正常(正常应接近无穷大)。

(3) 分别测量主回路跳闸继电器RA，RB回路阻值是否为 3 kΩ(测量 3AB-TB1-25 与 3ABTB1-28端子间电阻以及3AB-TB1-26与3ABTB1-27端子间电阻)。

(4) 上述测试都正常后，测量2路110 V供电电压是否正常，正、负对地电压是否大致平衡；如无异常，可将空开UPS1投入，观察继电器柜及PGP画面无异常时，再投入UPS2即可。

4 MFT柜110 V DC电源回路的优化措施

虽然该电厂MFT直流供电回路采用了双电源设计，但由于双路直流电源采用了二极管方式进行隔离闭锁，此种方式无法实现物理上的电气隔离，容易形成直流回路的合环运行，严重不符合DL/T 5044—2014《电力工程直源电流系统设计技术规程》的规定：当采用环形供电时，环形网络应有2回直流电源供电；直流电源应经隔离电器接入，正常时为开环运行。同时，也不符合南方电网电力调度控制中心2012年12月提出的关于“电厂直流电源切换问题讨论会议纪要”的要求。因此，该电厂提出了3，4号机组MFT柜110 V DC电源回路改造方案，如图3所示。

图3 MFT柜110 V DC电源回路示意

(1) 在MFT柜2路110 V DC电源回路中的1路增加4NIC-LJBL430隔离电源(如图3虚线部分)，通过电源转换后再输出至PEP-BC-B切换装置中，确保2路电源在物理上实现完全隔离，避免1路供电回路故障或负载侧出现接地故障，导致同时失去2路电源。

(2) 增加隔离电源后，不影响冗余电源回路设计，2路电源物理隔离，互不影响。

(3) 在 110 V DC 供电侧增加失电报警功能，实现失电时报警，可及时提醒检修或运行人员。

5 结束语

该电厂MFT直流供电回路虽然采用了双电源设计，但由于双路直流电源采用了二极管方式进行隔离闭锁，无法实现物理上的电气隔离，容易形成直流回路的合环运行。因此，通过在MFT柜110 V DC 电源回路增加隔离电源，在 1路110 V DC供电侧增加隔离电源，可以有效避免1路供电出现接地或其他故障，同时影响2路的情况，最终能确保MFT直流供电回路工作正常，机组也能够安全稳定运行。

1 国家能源局．DL/T 5044—2014电力工程直流电源系统设计规程[S]．北京：中国计划出版社．