托电最后一条出线跳闸处理方案的探讨

王海波

【摘 要】近年来，冰灾雪灾等自然灾害给电网线路安全运行带来极大的影响，特别是对托电点对网供电模式的电厂影响更是巨大，因此掌握托电同断面最后一条出线跳闸事故处理要点对保证设备安全、停机后快速恢复并网等方面都是非常重要的。本文主要从保证设备安全角度总结了一些要点。

【关键词】线路跳闸；全厂停电；过激磁

1.前言

2012年11月03日，华北地区普降大雪，造成源霸一、二线，源安一线跳闸，托电紧急启动相关预案，成功处理了此时事故异常，但同时我们也面临着同断面所有出线跳闸，引起托电孤网运行。对此讨论托克托发电公司最后一条出线跳闸处理方案。

2.托电最后一条线路跳闸后的影响及处理

2.1设备概述

托克托发电公司500kV变电站系统采用双母线3/2开关接线，有四条输电线路（托源一线、托源二线、托源三线、托源四线）及两台500/220kV联变和#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7、#8发变组组成七个完整串，双母线经各串开关闭环运行。

2.2 500KV托源线路或源安、源霸断面线路全部跳闸的现象及对机组的影响

500KV托源线路或源安、源霸断面线路全部跳闸后，托电总功率瞬间大幅度下降，频率上升，除被保留机组外，其他全部跳闸，各机组频率上升，转速升高，锅炉压力超压严重。此时对于停运机组面临着厂用电全失的危险，而保留机组也面临着锅炉超压，汽轮机超速，发电机机端过电压，频率过高的危险，全厂面临着厂用电全失，厂用蒸汽中断的危险。

2.3 500KV托源线路或源安、源霸断面线路全部跳闸的处理方案（保留机组）

500KV托源线路或源安、源霸断面线路全部跳闸后，对于被保留机组来说，面临着单机带厂用电、厂用蒸汽的巨大责任。此时，进入锅炉燃烧燃料释放的能量与汽轮机需要的能量极大的不平衡，进入汽轮机蒸汽做的功与发动机输出的电功率也极大的不平衡，锅炉超压，汽轮机超速。但是只要锅炉超压后安全门正常启座，汽轮机转速飞升后功率不平衡PLU及OPC超速限制保护正常动作，汽轮机转速没有超过超速保护动作值，并且没有出现威胁人身及设备安全的其他衍生事故，我们就有机会进行单机带厂用电方向的处理。但是，一旦出现汽轮机超速，锅炉超压严重而得不到控制，发电机频率超过正常允许的范围，发电机机端及厂用电压过高和过低等影响人身及设备安全的时候，我们必须果断采取停机措施。因此，下面我将从不停机及停机两个方面探讨处理方案。

2.3.1 500KV托源线路或源安、源霸断面线路全部跳闸后，被保留机组单机带厂用电处理方案。500KV托源线路或源安、源霸断面线路全部跳闸后，托电所有停机机组除二期采用主变反送厂用电外，其他机组均第一时间确保厂用电切换成功，同时立即启动电泵，保留汽前泵、凝结水泵等可以维持运行的设备运行，尽量消耗电量，为被保留机组提供用电负荷。被保留机组面临着锅炉超压，汽轮机超速，发电机电压、频率严重超过允许值，汽包、除氧器满水、轴封断汽等诸多危险点，对此我们要做好以下几个方面的工作。1）迅速相继切除多台磨煤机运行，保证底层等离子磨煤机运行，尽量减少进入锅炉的燃料量，控制锅炉压力不超压。同时根据锅炉燃烧及火检情况及时投入等离子及油枪进行稳燃。在磨煤机切除后尽量保持多台磨煤机通风，防止一次风机因风道不足而引起喘振。2）根据情况及时切除汽泵运行，启动电泵，控制汽包水位，此时应该保留汽前泵运行，尽量增加厂用电量；同时，对于变频凝结水泵来说，应该第一时间加凝结水泵至工频转速，关小除氧器上水调整门控制除氧器水位，防止负荷快速下降过程，凝结水泵转速也下降，凝结水母管压力低联起工频泵造成除氧器满水。3）尽快投入旁路系统，消耗锅炉蒸汽，控制锅炉压力。针对我厂机组正常运行过程中，旁路系统均采用停电的运行方式，对此，当托电同断面三条出线跳闸后，应该将旁路系统送电，确保在事故情况可操作。一旦出现同断面出线全部跳闸现象后，尽快按照增加凝结水母管压力，投入三级减温水—低旁减温水—低压旁路—高压旁路—高压旁路减温水，在上述操作过程中严密监视再热蒸汽不超压，高旁后温度不能太低。4）在负荷下降过程中，尽快将轴封汽源切换至冷再或主汽带。负荷下降过程中，高压端部轴封的泄气量已经不能满足中低压轴封用汽的需求，此时应该第一时间将轴封汽源切换至冷再或者主汽供汽，同时切换过程中严格控制轴封供汽温度，避免轴封温度过高或者过低引起汽轮机振动。5）严密监视汽轮机转速，防止超速。在经过了一系列锅炉泄压的措施后，进入汽轮机的蒸汽能量会有所降低，但此时，整个机组进入孤网运行状态。机组常规运行条件下是并入主电网运行，因为主电网容量足够大，整个系统自平衡能力较强，且功率、负荷扰动量的相对值通常较小，电网频率能够相对保持，所以，单台发电机组或负载的功率变化对电网供电频率的影响很小，发电机组功率仅由本机组蒸汽参数、阀门开度决定，而与负载无关。但是，在发电机组单机带孤网运行的系统中，由于孤网自平衡能力差，发电机出力必须随时跟随负载功率的变化而变化，才能维持供电频率的稳定，当功率和负载功率扰动时，会引起孤网频率的变化，也相应的引起汽轮机转速的变化。因此，在单机带厂用电的过程中，控制汽轮机转速不仅仅是调整汽轮机进汽量，还要严格控制孤网内系统启停及出力调整对转速的影响，。但我们需要始终保证任何情况下机组的转速不能超过允许值，一旦出现转速飞升无法控制应该果断采取停机措施，如果出现汽轮机中联门卡涩的情况应该果断采取关闭高旁的措施。6）密切监视汽轮机高压缸排汽、低压缸排汽温度，防止设备损坏。机组单机带厂用电运行过程中，机组的负荷往往很低，此时高压缸及低压缸排汽口因为鼓风摩擦损失而温度升高，此时，应该及时开启VV阀，投入低压缸喷水减温装置减低温度，整个过程中严密监视温度趋势，如果超过保护限制，应该果断采取停机措施。7）密切监视发电机频率及电压在允许范围内。单机带厂用电期间，发电机组处于孤网运行，按照上述第5条分析的原因，发电机的频率和电压均不易控制，为防止电压及频率超限造成设备损坏，按照规程要求，应该严格按下表控制发电机频率。

若频率无法稳定在48.5～50.5Hz，应该通知所有机组启动柴油机，将机、炉保安电源切换至保安PC供电，同时，进行由呼托公用段反送厂用电的操作。本机组在完成保安电源切换操作之后果断采取停机措施。综上，托电在同断面出线全部跳闸后，单机带厂用电的操作存在着诸多的不确定因素，存在锅炉超压，汽轮机超速的严重威胁，同时也面临着发电机频率电压不易控制的难题，对此，我们在完善运行人员操作的同时，应该优化DEH转速及功率控制回路，尽量维持汽轮机转速与功率的平衡。此外，单机带厂用电运行中，机组各设备也面临着极限运行方式，对机组主辅设备运行寿命，运行人员的技术水平进行着严峻的考验，对此，我们并不推荐采取该种运行方案。

2.3.2 500KV托源线路或源安、源霸断面线路全部跳闸后，被保留机组停机处理方案

500KV托源线路或源安、源霸断面线路全部跳闸后，被保留的最后一台机组如果因为锅炉超压严重而安全门不动作，采取降压措施无效；汽轮机转速飞升而得不到有效控制，发电机频率及电压严重超过允许值而控制无效等影响人身及设备安全的情况，我们应该果断采取停机措施。此时的停机操作不同意以往正常停机操作，锅炉灭火，汽轮机打闸，发电机通过逆功率保护动作切除，同时，停机后我们面临着厂用电全停的处理。对此，为了防止机组在停机过程中发电机因过激磁损坏、发电机漏氢引起爆炸、汽轮机断油烧瓦、低压缸超压、凝汽器铜管胀裂等事故的发生，我们应该做好以下工作。1）启动交流润滑油泵，手动按下紧急停炉、紧急停机按钮，在确认汽轮机转速下降后按下紧急停发电机、紧急停发变组按钮。确认汽轮机高中压主汽门、调速汽门、抽汽逆止门及电动门关闭正常，转速下降正常；确认发电机出口开关及灭磁开关分闸正常，发电机出口电压、电流及频率均降到零；确认所有磨煤机、一次风机跳闸，减温水切除。对最后一台机组来说，处于孤网运行，已经不能正常通过逆功率切除发变组了，因此在停机过程中切记在汽轮机成功打闸后按下紧急停发电机、发变组按钮，发出全停信号联锁相关设备正确动作。2）迅速检查确认大小机事故油泵、密封油事故油泵已联启，否则立即手启。检查润滑油压正常，检查氢油差压正常，若不正常，应立即紧急排氢迅速启动柴油机，将机、炉保安电源切换至保安PC供电。同时启动空预器、火检冷却风机、启动大机交流油泵，小机交流油泵，交流密封油泵，停运相关直流油泵，投入各辅机润滑油系统。根据汽轮机转速情况及时启动顶轴油系统，投入事故照明，恢复脱硫保安电源，关闭循环水泵出口门。通知点检向主机润滑油冷却器提供喷淋控制润滑油温度。3）将机炉侧热控配电箱电源切换至保安电源供电，关闭所有至凝汽器疏水电动门，对不能关闭的疏水应及时去就地手动摇关，因为此时循环水中断，大量蒸汽进入低压缸易造成低压缸安全薄磨爆破，对此，我们在关闭所有到凝汽器疏水的同时应该及时开启凝汽器真空破坏门排放涌入凝汽器的蒸汽。4）通知外围岗位进行厂用电失去的相应处理。脱硫保安电源恢复后及时启动脱硫搅拌机运；化学取样冷却水中断，通知化学关闭各高温取样门。5）汽轮机转速到零后投入盘车运行，真空到零后及时停止轴封汽源。6）将所有6KV及380V跳闸的设备进行分闸，必要时拉出至试验位置，通过呼托公用段反送厂用电。7）汽机变、锅炉变恢复送电后，将保安电源切至正常方式，停止柴油发电机运行，投入备用。8）若低压缸排汽温度大于50度，应先启动凝结水泵，投入低压缸喷水及水幕喷水，待凝汽器钛管冷却，排汽温度小于50度后，方可投入循环水系统。空压机全停要确保启动用小空压机能正常投入运行。9）关闭锅炉系统所有烟风挡板，锅炉进行闷炉，严密监视汽包上下壁温差情况。

2.3.3同类型事故处理情况的对比分析

2009年，托电12号机组因为国云一线检修，二线跳闸，造成12号机组被迫停机，2012年4月，岱海发电公司海万I、II双线跳闸，岱海电厂孤网运行。通过对两起事故案例的分析，两起事故存在着相同的特点，即汽轮机跳闸后发变组保护并未启动，厂用电快切装置未启动，灭磁开关未跳闸，最后均造成了发电机过激磁，岱海电厂四号机组甚至出现了定子铁芯温度超过量程变成坏点的事实，托电12号机组也因为发电机过激磁保护动作切除发电机。下面我们就从运行操作习惯及保护配置两个方面探讨上述两起事故。1）两次事故中均出现汽轮机跳闸后发电机未跳闸。出现这种现象的原因在于处于孤网运行的机组，当汽轮机跳闸后，发电机因为采集不到逆功率启动发变组保护动作于全停，造成主开关、灭磁开关无法跳闸，厂用电快切无法启动，最后随着汽轮机转速下降而发电机仍然维持励磁，造成机组过激磁。2）岱海电厂四号机组跳闸首出为定子冷却水流量低。出现这种情况的原因在于岱海电厂发变组过激磁保护配置不当，过激磁保护未配置跳闸功能，故当发电机过激磁程度已经造成定子铁芯温度严重超过允许值也未能动作切除发电机，但幸运的是，随着厂用电压的降低，定子冷却水泵出力严重不足，造成定子冷却水流量低，而岱海四号机组定子冷却水流量低作为发变组非电量保护直接启动发变组全停信号，将发电机切除。试想，如果该机组在过激磁保护配置不合理的情况下，仍然像我厂将定子冷却水流量低保护动作于汽轮机，岱海四号机组就会因为过激磁而烧损。综上，在所有出线全部跳闸后，发电机组处于孤网运行，为了防止发电机过激磁而损坏，我们在紧急停止汽轮机的同时，要手动将发电机全停信号发一下，防止发电机保护不能正常启动而造成机组过激磁。

3.结论

近年来，雨雪灾害造成线路时有发生，尤其针对托电公司点对网供电模式的机组影响更大，一旦出现全部送出线路跳闸，将使机组至于孤网运行状态，对此，我们应该充分认识到孤网运行的特点，才能确保在事故发生后有的放矢，顺利完成事故处理，在极端运行方式下，保证设备安全。

参考文献：

[1]张涛.《300MW火电机组集控运行 》

[2]贺家李.《电力系统继电保护原理》