330MW火电机组发变组出口断路器跳闸问题探讨

330MW火电机组发变组出口断路器跳闸问题探讨

谢干林

华润电力（涟源）有限公司湖南省涟源市417000

"摘要：文章针对某火电厂中某330MW发电机组出现发变组出口断路器跳闸的事故，在对事故经过进行介绍之后，分析其事故发生时的DCS报文和电气保护报文，并对其原因进行分析和排查，最终确定故障原因并进行故障处理和预防，为同行中的类似事故提供技术参考。

关键词：330MW火电机组；发变组出口断路器；断路器跳闸

1引言

近年来随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，我国社会的用电负荷不断增加，而且对于电能的依赖程度也越来越高，所以对于电力供应质量提出了更高的要求。我国目前主要的发电方式任为火力发电，对于火电企业来说，其发电机组运行中出现的跳闸故障是比较常见的故障，对发电机组的正常运行以及并网发电质量造成较大的影响，不仅如此，还有可能导致更为严重的事故甚至是人员伤亡的产生，所以在火电厂的日常安全管理工作中，始终将跳闸故障的预防和处理作为重点。

2发变组出口断路器跳闸事故经过

以某火电厂中的330MW发电机组发变组出口断路器出现跳闸的事故进行介绍和分析，某日此火电厂中的某机组在正常运行中，其负荷为280MW，运维人员在正常进行直流润滑油泵的定期启动试验工作，但是当此润滑油泵停运时，此火电厂中的监控系统发出报警，且报警信息中显示此机组发变组出口断路器开关出现分位动作，主要表现在高旁快开，以及机组的负荷也出现急剧下降，并降低至24MW左右，汽轮机转速也变为接近3000r/min。在检修人员接到警报之后迅速赶赴现场对故障部位和原因进行排查，发现此发变组出口的断路器出现跳闸现象，而且通过采取手动汽轮机打闸的操作，使得锅炉主燃料发生跳闸事故。经过进一步的检查得知，此发变组保护中的A、B柜也发出了过励磁定时限保护、发变组差流越限以及高厂变复合电压保护等报警信号，并且检查出此时的交、直流润滑油泵仍然能够正常的联锁启动，通过对盘车电机进行手动启动发现其常用的自动切换系统可以正常的进行切换。经过初步检查之后向调度中心发出申请，并同意将此发变组出口的断路器转到冷备状态，然后对此次事故的具体原因进行全面查找和处理。最后经过对断路器跳闸的故障进行原因查找之后发现此断路器操作箱的三相跳闸出口板件发生了故障，所以对此板件进行了更换，随后通过汽轮机冲转之后经过调度中心允许重新并网投入运行。

3发变组出口断路器跳闸原因分析

3.1事故报文

在对此次跳闸事故的原因进行查找和分析的过程中，首先对电厂的DCS报文和电气保护报文进行了查看，发现对于前者来说，在运行人员的定期试验作业中将润滑油直流油泵进行手动停运操作之后，发变组断路器跳闸，然后发生了机组负荷下降以及汽轮机转速上升的现象，与此同时，数字电液控制系统OPC动作。此后，在机组负荷急剧下降的过程中也触发阀门控制方式的改变，由高压缸切换至中压缸控制方式，而且前者发生了主气门关闭的现象。在机组转速上升并触发OPC动作之后，机组的主汽调门也被连锁关闭，然后机组的转速就开始下降，但是又迅速回升，当回升到3016r/min时运行人员采取手动方式进行打闸，并使得机组停止运行。而对于后者来说，在一定的延迟时间之后过励磁定时限保护发生动作，此时则采取减励磁的方式对出口进行保护。随后发生了主变差流越限动作，高厂变复合电压保护动作。在故障发生的同时也启动了故障录波，并且发现主变高压侧A、B、C相电流都是零，并且在此时发生发变组出口断路器跳闸的现象。在跳闸发生之后，快切装置残压启动，然后切换至常用电源，而工作电源开关则跳开，备用电源开关合闸。在事故发生之后，发变组A、B、C屏并没有出现保护跳闸信号，而且相应的操作箱面板也一直显示此三相跳闸指示灯亮。

3.2综合原因分析

对以上报文信息进行分析之后发现，在此机组出现断路器跳闸之后，随着机组的负荷和频率下降，并且出现了过励磁保护、主变压器差流越限以及高压厂用变压器复合电压保护等保护动作，但是以上这些保护动作只发出信号，没有动作于跳闸，正是这个原因才导致最后的发电机保护没有动作，也就使得汽轮机没有出现跳闸现象。对上述现象进行分析之后可知，引起上述问题的原因可能有：一是发电组操作箱内的跳闸板件出现故障；二是发变组保护装置的出口板件出现故障；三是直流控制回路出现故障等三种可能，所以就需要针对这三种可能进行针对性的故障原因排查和处理。

3.3事故原因排查和确定

针对上述过程中综合分析出的故障原因之后，针对上述三种可能进行一一排查，首先对直流系统进行检查，经过检查之后发现此直流控制回路的电位正常，而且对此发变组保护C柜至升压站汇控柜控制电缆芯线对地及相间绝缘均处于正常状态，所以将此原因排除。二是对发电组操作箱内的跳闸板件进行检查，其中的跳闸板件有3号和4号两个板件，然后对这两个板件进行启动功率的检测，检测发现这两个板件的启动功率有所不同，其中前者的启动功率为2.2W，而后者的启动功率则只有0.8W，此外，还对这两个板件进行了继电器接点耐压测试，通过在其板件上施加1kV的电压并对其绝缘电阻进行测试可知，二者的绝缘电阻都为550MΩ，证明各接点处于良好和正常状态。三是将这两个板件进行了返厂检测，进一步确认其启动功率，发现其检测结果与上述检测结果类似，前者的启动功率为2.29W，而后者的启动功率则明显较低，为0.944W。然后在继电器的两端施加24V的直流电压后突然断开，此时就会在此继电器的两端产生2倍以上的反向电压。此时就可以判断，引起此次事故的主要原因就是此发变组操作箱跳闸出口板件出现故障，其启动功率都低于5W，而且在进行润滑油直流泵停止运行时产生干扰而出现了动作跳闸。

4发变组出口断路器跳闸处理及防范措施

在对事故原因进行查找和确认之后，将此次出现故障的两块发变组操作箱出口板件进行更换，所更换的板件其启动功率在5W以上，然后在更换之后对其进行至少3次的模拟试验才能确认更换完成。之后对直流油泵的接触器进行检查，并且适当降低其启动时产生的电流冲击。在采取以上处理措施之后，将发电组投入运行且并网发电至今没有再发生类似事故。针对此次事故之后并对事故的原因进行查找和对故障进行处理之后，为了预防此类故障不会发生，则需要采取以下防范措施：一是将机组的直流润滑和密封油泵的启动方式改为智能启动方式来实现软启动。二是在机组检修时检查此类板件的启动功率。三是定期对直流系统纹波系数进行测试以及对系统受冲击时的波形测试。四是在新板件安装之前需要进行启动功率、接点耐压测试。

5结语

火电机组发变组出口断路器跳闸事故在火电机组运行中不能被忽视，针对本文所介绍的这起事故，经过分析和排查并确定事故原因，然后对故障进行处理，并采取了相应的预防和技术改造措施，消除了故障隐患，实现了长周期的安全运行，为机组运行中的同类事故提供借鉴意义。

参考文献：

[1]商国敬.一起主变压器出口断路器跳闸故障分析及处理[J].河北电力技术,2017(6):60-62.

[2]陈敏刚,李春霞,申晓飞.火电厂发变组保护出口跳闸时序分析及其设计优化[C]//全国火电600mw级机组能效水平对标及竞赛年会.2017.