機組並網後勵磁裝置滅磁櫃電阻元件燒損案例分享

2023-05-23 08:28:36 乐鱼官网

1、發生前運行狀態：

1號發電機正常運行，有功功率為355MW。2號機啟動並網過程中，發變組處於冷備。第一串斷路器5011、5012、5013合位，XX I線正常運行；第二串斷路器5021、5022、5023合位，XX II線正常運行，第三串斷路器5033合位，5031、5032分位，高壓電抗器正常運行。

2、事件發生過程:

02:00:00 #2機組升溫升壓過程中。

03:18:00 #2機組衝轉，200rpm暖機後繼續升速。04:37:15 汽輪機定速900rpm，進行暖機。

05:01:00值長令：#2發變組由冷備轉熱備。#2機進行《#2發變組由冷備轉熱備》就地和NCS操作。

06:57:36 #2汽輪機衝轉至3000rpm。

07:06:00 #2發變組由冷備轉熱備完畢。

07:25:45 值長令：#2發變組由5031開關與係統並列。#2機主值進行《#2發變組由5031開關與係統並列》操作。

07:26:37 滅磁開關合閘。

07:27:30 #2發電機出口電壓升至額定電壓值22kV，核對#2發電機空載參數正常（空載勵磁電壓147V，空載勵磁電流值：1948A），開始用5031開關同期並網。

07:28:43 5031開關合閘。

07:28:50 #2發變組並網，有功7MW，無功71MVar。

07:28:56 滅磁開關分閘。勵磁電流由2362A降至23A，勵磁電壓值顯示1122V，無功功率由71MVar升至-332MVar，勵磁係統欠勵限製動作，發電機進相運行。升壓站5031斷路器未跳閘。

07:30:43 主值手動將#2汽輪機打閘，發電機逆功率保護動作，5031開關跳閘，#2發變組與係統解列。

07:33:55巡檢趕赴#2機勵磁小間，發現室內煙氣很重，線性電阻櫃內部有明火，大量黑煙從櫃頂冒出，組織運行人員同時拉開四個整流櫃進出線刀閘，斷開啟勵電源後滅火。DCS畫麵錄波曲線如下（可發現跨接器電源在滅磁開關跳合後均沒有上電）。

07:45:40#2爐手動MFT。

3、設備損壞情況：

2號機組線性電阻元件燒損，造成勵磁調節係統不能正常投入運行。設備修複費用為133160元。

4、原因分析：

1技術分析

1.1正常情況下，機組停機或事故情況，滅磁開關跳閘，自動合跨接器將滅磁電阻接入轉子回路，依靠滅磁電阻消耗轉子能量（見圖二）；啟機時滅磁開關合閘時應聯跳跨接器，脫開滅磁電阻；本次事件中經現場檢查結合DCS曆史記錄，可以判定，在運行恢複措施過程中，2號機勵磁係統跨接器控製電源未合閘（見圖三），導致滅磁開關合閘後，跨接器未聯跳斷開，勵磁電壓直接加到滅磁電阻兩端，在起勵升壓至並網過程中滅磁電阻一直通過大電流，使得跨接器線性電阻及線性電阻兩側接於轉子兩極的電纜發熱，正負兩極的電纜由於過熱融化，導致外皮融化絕緣降低，正負兩極電纜發生出現間歇性放電（勵磁電壓降低，勵磁電流升高）引起短路（見圖四）跳開滅磁開關。

1.2滅磁開關跳開後，5031斷路器並沒有跳閘，滅磁電阻繼續吸收電網通過發電機定子感應到轉子的磁場能量。轉子磁場能量超出了滅磁電阻及其連接電纜的承載能力，造成滅磁電阻及連接電纜高溫發熱起火以及部分元器件的燒損。

1.3滅磁開關跳開原因分析：從機組保護錄波中可以看出，勵磁變高壓側二次電流（13A）（見圖四）折算到直流側的一次短路電流（13A×（300A/5A）（勵磁變高壓側CT變比）×（22kV/1kV）（勵磁變變比）/0.816(整流係數)=21029A）超過滅磁開關脫扣電流（18000A），從而造成滅磁開關電磁脫扣跳閘。

1.4 5031斷路器未跳開的原因分析：此時5031斷路器由於失磁保護和逆功率保護均未達到動作條件，所以5031斷路器未動作跳閘。

1.4.1失磁保護未達到動作條件分析：發變組失磁保護采樣勵磁低電壓判據，失磁保護共分三段，均作用於跳機，當無功功率為負值且達到定值，判據如下：1）失磁保護I段判據（下列三個條件同時滿足）：阻抗判據滿足、轉子電壓判據滿足、母線低電壓滿足。2）失磁保護II段判據（下列三個條件同時滿足）：阻抗判據滿足、轉子電壓判據滿足、機端低電壓判據滿足。3）失磁保護III段判據（下列兩個條件同時滿足）：阻抗判據滿足、轉子電壓判據滿足。滅磁開關跳開後，機端電壓由22kV降至20kV,機端電流在1000A左右，勵磁調節器判為負載態，繼續觸發可控矽導通。使得整流側電壓很高至1000V左右。由於轉子電壓判據所用的電壓量采集點在滅磁開關上口整流側ZZ:1、ZZ:3端子（見圖五）。勵磁低電壓取自滅磁開關因而失磁保護中勵磁低電壓判據不滿足條件，失磁保護沒有動作。導致事故擴大線性電阻燒損。

1.4.2逆功率保護未達到動作條件分析：滅磁開關跳開後，5031斷路器仍在合位，且主汽門沒有關閉。發電機繼續發出有功功率，吸收無功功率。變為異步發電機運行狀態。機組並沒有出現逆功率，因而逆功率保護沒有動作。

1.5 失磁保護轉子電壓取點位置不合理，未考慮到滅磁開關跳開後的情況，測點處無法及時反映實際轉子電壓變化。造成保護未動作。

2、管理分析

2.1 操作票管理執行存在漏洞。發電部在發變組由冷備轉熱備操作票中沒有涉及勵磁係統跨接器電源的檢查，因此就地檢查時未對跨接器電源進行檢查，也沒有發現DCS勵磁係統畫麵中“勵磁係統跨接器電源掉電”警示燈亮。發電運行部在此次事件中負有主要責任。

2.2設備管理部未及時完善跨接器控製電源開關名稱標示；不能直觀的給運行操作人員以提示及警告，造成運行人員誤判斷。設備管理部在此次事件中負有次要責任。

2.3 現場並網操作過程中，生產技術部、設備管理部、發電運行部相關監護人員均到位，但仍沒有發現“勵磁係統跨接器電源掉電”信號，沒有及時提醒，失去監督作用，監督責任流於形式。

5、采取措施及教訓:

1、對滅磁電阻櫃燒損元件進行更換，修複完畢後對整個勵磁係統進行檢查並做相關電氣試驗。

2、設備管理部根據南瑞繼保廠家意見，與設計院聯係確認後，將失磁保護所用的勵磁電壓采樣從ZZ:3端子改接自轉子側ZZ:2端子，確保失磁保護動作可靠。

3、發電運行部完善操作票管理，操作票及配套的檢查卡必須嚴格執行，並逐條簽字確認。

4、設備管理部對全廠電氣、熱工係統控製、動力電源開關、壓板等進行全麵排查，完善所有電源空開標識。

5、發電運行部繼續加強運行人員培訓，提高操作技能。在電氣係統轉態之前，一定要對當前狀態進行確認，狀態確認完畢再進行下步操作。

6、發電運行部開機過程中加強監護，發現問題及時反饋，采取相應措施，避免事件擴大。

7、發電運行部嚴格執行操作票和監護製度，遇電氣重大操作，值長必須親自監護或指派有經驗、負責任的主值進行監護，按照操作票要求對機組電氣各係統狀態進行再確認，重點對有檢修工作或試驗的設備、控製電源、保護壓板、控製方式等進行梳理確認。發電運行部電氣專業專工作為第二監護人，全程跟蹤監護運行人員操作，並對重要操作現場檢查。

8、發電運行部嚴格執行設備操作權限製度和主值日誌記錄製度，現場屬運行的設備的操作必須由運行人員進行操作同時做好記錄，其他人員不得亂動。

9、發電運行部完善管理製度，落實各級運行人員安全運行的責任，明確值長為當班期間運行操作安全的第一責任人。

10、生產技術部組織發電運行部、設備管理部完善相關製度，保證重大操作過程中安全措施恢複檢查到位。

附圖：

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