一起厂用变压器差动保护误动引起的停机故障分析与改进措施

丁明利，屠士风

（1.温州市工业投资集团有限公司，浙江 温州 325000；2.浙江浙能乐清发电有限责任公司，浙江 乐清 325609）

热控系统设计的可靠性、控制逻辑的条件合理性和系统完善性、延时时间的设置，是大机组安全运行的基础。为保证热控设备和系统的安全、可靠运行，可靠的设备和控制逻辑是先决条件，有效的技术管理是保证[1]。热控控制系统应符合机组运行的整体要求，与就地设备工作特性相匹配。

乐清发电厂2号机组为600 MW超临界机组，运行中因设计缺陷，2A锅炉供电变压器（简称锅炉变）差动保护装置故障导致机组MFT（主燃料跳闸）。本文对此次故障进行分析，探讨了热控软件组态与就地设备电气控制回路设计相匹配的重要性，并提出了改进措施。

1 故障过程

1.1 锅炉供电回路

2号机组的锅炉供电回路如图1所示。厂用电380 V保安A段工作电源取自380 V锅炉PC（动力中心）A段，备用电源取自380 V锅炉PC B段，380 V保安2A工作电源开关运行；A，B，C磨煤机油泵电源取自380 V保安A段，D，E，F取自380 V保安B段；A，B，C给煤机动力电源取自380 V锅炉MCC（电动机控制中心）A段，D，E，F取自380 V锅炉MCC B段；6台给煤机控制电源共用保安A/B段的电源，A电源失电后经过断电切换至B，电源低电压切换断电固有时间约为250 ms；A锅炉变配置两套保护；380 V锅炉PC母线A/B段非自动切换。

图1 锅炉供电回路

1.2 故障过程

故障发生时2号机组负荷455 MW，A，B，C，E，F层制粉运行，2A锅炉变差动保护装置故障误动，引起2A锅炉变6 kV开关跳闸，380 V锅炉PC 2A段失电，导致380 V锅炉MCC 2A段失电，引起热工电源失电切换，A，B，C，E，F给煤机控制电源断电，250 ms后电源切换恢复。同时380 V保安2A段母线失电切换，引起A，B，C磨煤机油泵电源中断，A，B，C磨煤机跳闸，给煤机A，B，C联跳；2A空预器失电延时2 s后，同侧送风机、引风机、一次风机跳闸。

由于上述设备跳闸，引起E，F磨煤机因点火能量不足条件触发跳闸，最终导致燃料全失，锅炉MFT。故障过程如图2所示。

2 故障原因分析

2.1 2A锅炉变差动保护装置故障误动

2A锅炉变差动保护装置故障初步判定为主板中ISSRAM芯片损坏，损坏原因有待厂方进一步分析，ISSRAM用于存储采样数据信息，主要用于报告储存。由于各芯片通过总线联系，该芯片故障导致总线出错，重写其他芯片，故障发生后ISSRAM里存储的事件记录和通信参数丢失，并引起其他逻辑芯片误动，导致2A锅炉变6 kV开关误跳闸。

图2 故障经过示意

2.2 磨煤机跳闸

在380 V保安2A段母线切换过程中，A，B，C磨煤机油泵由于失电停运，造成低油压，延时2 s后引起磨煤机跳闸。

给煤机A，B，C，E，F因控制电源失去停运，250 ms后控制电源切换成功，重新得电运行。空预器A跳闸延时2 s联跳A送风机、A引风机、A一次风机，致使单台一次风机B运行。

锅炉点火许可条件中单台一次风机运行时，限制第4台制粉系统投入。虽然此时制粉系统A，B，C退出运行，但在逻辑中由于可靠性需要采用给煤机停运延时3 s才判断该制粉系统退出。因此在一次风机单台运行的情况下，逻辑上仍认为有5套制粉系统投用，所以触发锅炉点火不允许，即单台一次风机运行的情况下，不允许启动第4台制粉系统。

E，F给煤机控制电源恢复后，直接进入运行状态，触发了点火不允许跳闸磨煤机信号（给煤机启动120 s内，点火不允许，跳闸该台磨煤机）。磨煤机E，F因给煤机启动点火不允许跳闸，最终导致全燃料丧失机组MFT。

3 防范措施

3.1 改造制粉系统电源回路

对制粉系统的电源回路进行以下改造：

（1）各台给煤机控制电源通过隔离变压器直接取至对应给煤机的动力电源。防止在给煤机动力电源正常情况下因控制电源切换或失去而导致给煤机停运。

（2）将C层制粉系统与E层给粉系统的电源进行互换，即将制粉系统中C层的磨煤机、磨煤机油泵和给煤机电源同E侧的磨煤机、磨煤机油泵和给煤机电源进行互换。这样在单侧母线失电的情况下，有利于保持炉膛燃烧和锅炉主汽温度的稳定。

3.2 完善热控组态控制回路

（1）修改空预器连跳送风机、引风机和一次风机延时时间。经锅炉厂确认及电气试验证实，将空预器联跳同侧送风机、引风机、一次风机的延时时间由原来的2 s延长至5 s，避免空预器停运联跳送风机、引风机、一次风机时，因触发点火能量不足而导致磨煤机跳闸。判断制粉系统退出时的给煤机停运延时3 s不变。

（2）磨煤机润滑油泵自启指令完善。在磨煤机运行的情况下，对应油泵停运，将重发磨煤机油泵启动指令。但如果是电气原因使油泵就地停运，由于操作员画面上油泵控制块指令仍在启动状态，无法再次触发自动启动信号，意味着即使只是电气开关切换、控制回路迅速恢复正常，油泵也可能停运，无法通过自动启动指令启动油泵。因此进行了优化，在磨煤机运行状态下，油泵停运后重发油泵自启指令信号不通过逻辑控制块，而改为直接通过电缆连接至就地，从而避免因电气开关切换，导致油泵停运无法重启故障的发生。

（3）取消风机油站液位低闭锁油泵自启信号。在一次风机和送风机油泵中，油箱油位开关电源取至风机A油泵控制箱。当A侧油泵控制电源丢失时，油箱油位开关失去工作电源，油位低信号触发，导致B油泵自启条件不满足。2台油泵停运将直接导致风机因油压低跳闸。因此，在油泵自启动条件中取消油箱油位低信号，保留手动启动条件中油位低不允许启动的条件。

3.3 可靠性优化

对控制系统开展自查工作，全面分析系统软硬件回路中任一可能导致主保护误动、拒动的因素，检查设计、组态、安装、接线、保险、屏蔽、接地、报警、首出等是否完善，延时时间、定值、开关量信号的取信方式是否合理，同时在生产过程中将系统的各种异常情况详细记录，以便汇总分析，提前发现不符合要求的控制逻辑、回路并进行优化，以保证热工自动控制、保护、联动可靠，保证机组的安全运行。

3.4 制订故障处理预案

建立完整的控制系统典型故障应急处理预案。为确保机组在运行过程中发生控制系统故障时，运行和维护人员能迅速、准确地组织故障处理，最大限度地降低故障造成的影响，在总结、研究控制系统故障时的应急处理方法基础上，根据控制系统的特性，编制适合机组运行的分散控制系统故障应急处理预案，在机组检修时进行验证和完善，并定期进行反事故演练，提高运行、维护人员在控制系统故障时的应急处理能力。

4 结语

随着对机组非停考核力度的加强，对热控系统设备可靠性的要求也越来越高。因此，热控专业人员除了要提高控制系统硬件的可靠性外，还应提高软件组态的可靠性，防止因软件组态的不合理造成设备保护的误动或拒动。保证软件组态中设备的控制逻辑适应现场设备工作特性，适应控制系统的调节特性，适应现场设备的动作特点，这需要各专业相互配合，并坚持不懈地努力。

[1]孙长生，朱北恒，王建强，等.提高电厂热控系统可靠性技术研究[J].中国电力，2009，42（2）：56-59.

[2]火电厂热控系统可靠性配置与事故预控[S].北京：中国电力出版社，2005.

[3]樊健刚，章卫军，叶国满，等.乐清电厂热控系统故障原因技术分析与预控措施[J].浙江电力，2012，31（5）：50-55.