600MW 机组热工电源故障引发机组跳闸原因分析及整改措施

姜波

（大唐贵州发耳发电有限公司，贵州 六盘水 553017）

某日08 时12 分23 秒，电厂4 号机组负荷440MW，AGC投入，A、B 汽泵运行，电泵备用，A、B 送风机、一次风机、引风机运行，A ～F 磨运行，7 号循泵变频运行，8 号循泵工频备用。运行中发现机组真空下降快，立即检查真空系统及循环水系统，发现7 号循泵电流比正常值（268A）低100A并正在下降，立即提升7 号循泵变频转速，转速继续下降，马上手动启动8 号循泵，8 号循泵出口蝶阀开不出，真空继续下降，08 时13 分06 秒，机组真空降至-65.0kPa，低真空保护动作跳机，检查机、炉、电联动正常。

1 事故分析过程

（1）2 号循泵房DCS 系统电源短时消失，7 号循泵频率下滑导致循环水压力、流量下降，真空急剧下降，4 号机组低真空保护动作跳机。

（2）2 号循泵房DCS 系统二路电源UPS 故障，导致2号循泵房MCC 段B 路电源馈线开关接地保护动作跳闸，B 路电源消失，MCC 电源切换至A 路运行，电源切换过程中，MCC母线短时失压。因2 号循泵房DCS 系统电源两路均取至2 号循泵房MCC 段，一路电源直接通过MCC 段负荷开关接至DCS系统，另一路电源从MCC 负荷开关引出后经UPS 装置接入DCS 系统。

当MCC 段电源消失后，DCS 系统第一路电源短时间消失，第二路电源的UPS 装置故障未能正常供电，DCS 系统两路电源短时失电导致DCS 系统控制器重新启动，造成送给运行中的7 号循泵变频器转速控制器模拟量信号变为零（正常为4-20mA）, 7 号循泵变频器转速控制器在该信号下按逻辑设定的速率自动降低循泵转速至15%（15%为变频装置最低限制），转速下降过程中，循环水量减少及循环水压力低造成低真空保护动作跳机。

（3）8 号循泵启动后，出口蝶阀未联开未能挽救跳机：DPU73、74 号控制器短时失电，8 号循泵出口蝶阀“远方”、“就地”切换开关控制信号消失，导致8 号循泵启动时出口蝶阀开不出 。

2 此次事故存在主要问题

（1）定期工作制定不全面。

（2）防非停措施不完善。

（3）重要辅机电源存在安全隐患。

（4）循环水泵房DCS 系统电源不可靠。

（5）单体UPS 电源装置不可靠。

（6）循环水泵房MCC 段运行不可靠。

（7）循泵变频器转速指令消失时，不能保持原来的转速。

（8）循泵变频器最低转速不能满足循环水系统要求。

3 整改措施

（1）设备管理部、检修部重新梳理定期工作项目，并将EPS、UPS、工控机等定期清扫列入定期工作项目。

（2）各生产部门以生产班组为单位修订公司的防非停措施。

（3）针对主厂房公用系统远程柜电源，重要辅机油站、油泵、冷却风机等电源系统及电源系统中任意设备故障情况下的切换过程进行分析检查，针对查出的问题进行整改。

（4）对循环水泵房DCS 系统电源进行改造。电厂热控DCS 系统电源设计原则：根据2014 年4 月15 日国家能源局发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义》中9.1.6 条的规定：分散控制系统电源实际有可靠的后备手段，电源的切换时间应保证控制器不被初始化；公用分散控制系统电源，应分别取自不同机组的不间断电源系统，且具备无扰切换功能。

某厂由于初始设计问题，2 号循泵房DCS 系统电源一路取自2 号循泵房MCC 段；另一路也由2 号循泵房MCC 段供到UPS 电源装置后，再供到2 号循泵房DCS 电源柜。由于现场DCS 控制柜负荷较小，选用的UPS 是单体式的，长期运行后，蓄电池老化，而3、4 号机组没有同时停运过，2 号循泵房DCS 系统不能中断运行，导致电源切换试验风险较高，不便于进行电源切换试验，从而埋下了事故隐患。

事故发生后，根据二十五项反措要求，电源应该取用不同机组的不间断电源，考虑到现场实际情况，决定提高UPS装置的可靠性，确保至少一路电源长期可靠运行。

通过多方调研后，决定选用某公司的AH5 系列5KVA DC 220V 电力专用UPS，它是一种先进的工业级超隔离在线式正弦波不间断供电系统，可以为精密设备提供可靠、优质、纯净的交流电源，具备直流冷启动功能。该型设备不设置蓄电池，电源使用外部 AC 220V 和DC 220V 两路输入，经过处理后再输出。改造完成后经过实际电源切换测试，切换时间小于控制器初始化时间，能够保证DCS 系统的正常运行。

（5）对其他公用系统控制电源进行检查，更换单体UPS电源装置。在2 号循泵房DCS 系统电源改造期间，对全厂的其他公用控制系统电源也进行了检查，在检查过程中，发现公用系统存在较多的单体UPS 电源装置，在对UPS 系统的改造中，发现除灰控制系统的电源存在隐患。

和一般电源系统一样，除灰控制系统的电源由2 路电源供电，用接触器切换成一路电源后输出，最后送入UPS，再由UPS 进行最终供电。整个电源系统的供电节点就是UPS，我们无法保证UPS 系统一定不会故障，一旦出现问题就意味着整个系统失电。

改造中，将一路DC 220V 电源和原来的B 路电源作为电力专用UPS 供电,切换后输出的电源，作为一路，然后再和另外一路电源通过交流接触器切换后输出。改造完成后，进行电源切换试验，切断任意二路电源，均不会引起PLC 系统和工控机的重启，达到了改造目的。

（6）立即清理循泵房MCC 段上负荷，重要负荷分类规划控制。对于不重要的负荷，改用其他MCC 段供电。

（7）通过咨询变频装置生产厂家，修改变频器转速控制逻辑。转速指令信号正常为4 ～20mA，信号异常（不在范围内或信号消失）时，变频器转速控制器在该信号能实现转速自保持，不会自动升降频率。

（8）在保证机组安全的前提下，重新设置循环水系统流量对应的循泵变频器最低转速。

4 结语

在这次设备整改过程中，利用机组停运时机，我们对全厂热控电源全部进行电源切换试验，发现了部分问题，经过处理后彻底消除了长期困扰电厂的控制系统电源安全隐患。改造后的电源系统具有故障报警和失电报警功能，将报警信号引至DCS 或PLC 系统后，能够实时监视热控电源的工作状况，便于及时发现和处理问题。改造工作完成后，通过近一年的运行考验，装置运行稳定可靠、状态良好，设备工作正常，改造工作取得成功。以这次全厂热控电源核查为契机，全公司深入开展了隐患排查治理工作，边查边改，不断夯实公司的安全生产基石，有力地提升了公司的安全生产水平。