某水电站励磁系统误报导致机组事故停机原因分析

卢思霖

摘 要：某私营企业小型水电站机组自投运运行以来，由于设计、资金、管理等原因，时常因为励磁系统告警，引发机组事故停机，特别是电子设备经过十年运行，老化严重，励磁系统缺陷呈愈演愈烈的趋势发展，原机组监控厂家已注销，无法对机组监控系统程序升级改造（停机点优化，增加逻辑闭锁）提供技术服务，电站技术人员只能通过外部改造的方法，解决励磁系统缺陷故障，改造后效果明显，达到预期目的。本文介绍了两起由励磁系统误报引起的机组事故停机的经过，通过外部改造，达到安全机组运行的目的。

关键词：灯泡贯流式机组；励磁系统；误报；改造

中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0184-01

1 案例一：#3机组报“励磁装置起励后灭磁开关误分”事故停机

1.1 事故前

2014年5月1日，18时14分#3机组并网运行，有功13.95MW，无功1.95MVar，励磁电压198V，励磁电流471A，未发现异常现象。

1.2 事故过程

2014年5月2日17时08分，监控上位机报“#3机组励磁装置起励后灭磁开关误分事故停机”信号，随后#3机组调速器事故配压阀投入事故停机，事故停机后当班值长立即向中调汇报和现场值班领导汇报情况。接到事故报道后，维护人员对#3机组进行检查，初步判断为#3机组励磁装置误报灭磁开关误分事故信号，引起调速器事故配压阀动作导致事故停机。

1.3 事故处理

结合现场情况和历史经验认定为#3机组励磁装置误报灭磁开关分闸误分信号，引起#3机组保护动作，调速器投入事故配压阀，机组事故停机。经检查发现#3机组灭磁关开在合位，励磁系统人机界面工控机通信中断（通讯板故障，暂无备件更换），其它功能正常，无故障报警。

1.4 类似事故统计

2011年6月15日，监控上位机报“#2机组励磁装置起励后灭磁开关误分事故停机”信号，#2机组事故停机，信号复归后，机组并网运行正常。

2012年4月7日，监控上位机报“#1机组励磁装置起励后灭磁开关误分事故停机”信号，#1机组事故停机，信号复归后，机组并网运行正常。

2014年3月9日，监控上位机报“#2机组励磁装置起励后灭磁开关误分事故停机”信号，#2机组事故停机，信号复归后，机组并网运行正常。

1.5 事故分析

结合设计图纸和现场接线分析，“灭磁开关误分”信号取自励磁系统PLC输出信号继电器，信号流程顺序：灭磁开关辅助触点—励磁系统PLC—励磁系统输出信号继电器板—监控系统发事故停机。此流程存在设计不合理之处，如灭磁开关触点抖动；励磁系统PLC程序输出错误；励磁系统输出信号继电器触点抖动、粘连或继电损毁，都将瞬间发出“灭磁开关误分”信号导致机组事故停机。

由于此类机组事故停机为触点抖动引起的，瞬间故障，无法准确确定是那个继电器抖动引起。励磁系统设备老化，工作不稳定也是引起事故的间接原因之一。

1.6 改造措施

更换励磁系统人机界面接口板；在励磁系统“灭磁开关误分”回路并入灭磁开关本体辅助常闭触点，需“灭磁开关误分信号+灭磁开关分闸信号”同时成立时，才能触发“灭磁开关误分事故停机”信号，引起事故停机。

1.7 改造成效

#3机组在假并网下试验，短接“灭磁开关误分信号”端子，机组监控系统报警但未启动事故停机，当手动跳开灭磁开关后，触发事故停机流程，机组事故停机正常。由于企业预算费用有限，其它两台机组未能采购励磁系统人机界面接口板更换，只是在回路上进行技改，从机组监控系统告警报表来看，#3机组在更换励磁系统人机界面接口板后，未再出现“灭磁开关误分信号”告警，#1机组、#2机组不定时还会有“灭磁开关误分信号”告警，但是不再发生事故停机事件。

2 案例二：#1机组报“励磁装置起励失败”事故停机

2.1 事故前

2016年2月2日16时42分，电厂#1、#2机组运行，#3机组备用。全厂总有功：19.85MW，#1机组有功：10MW，励磁电流526A，励磁电压191V，#2机组有功9.85MW。

2.2 事故过程

16时42分，监控上位机报“#1机组励磁装置起励失败”、“#1机组励磁装置故障”“#1机组调速、励磁事故”信号，#1机组快速停机条件动作事故停机。事故停机发生后，当班值长立即向调度及现场值班领导汇报情况，组织班组人员查看故障报警和停机流程，确保#1机组停机完成，同时调整其它机组负荷。接到事故报告后，技术人员对事故进行检查分析，经检查发现#1机组励磁装置控制柜触摸屏故障死机（无数据显示），初步判断为励磁装置误报“励磁装置起励失败”信号而触发快停流程而事故停机。

2.3 事故处理

结合现场情况和机组监控系统程序类似缺陷，认定为#1机组在正常并网运行中误报“#1機组励磁装置起励失败”信号后，#1机组快速停机条件动作事故停机。经检查，复归信号后，功能正常，无故障报警，开机并网运行正常。

2.4 事故分析

结合设计图纸和现场接线分析，设计者将“#1机组励磁装置起励失败”信号直接接到快速停机回路，按道理说，该设计没有问题，但是设计者并没有考虑报警出现时，当时机组的运行状态。如机组由空转转至空载状态下，出现“励磁装置起励失败”信号，可以触发快速停机流程。但是在并网或空载情况下，机组当时已处并网或空载运行状态，该“#1机组励磁装置起励失败”信号不应该发出，即使因继电器抖动（或电子设备老化、电压不足等）误发该信号后，也不该启动快速停机流程。此流程也是存在设计缺陷。

2.5 改造措施

在励磁系统“励磁装置起励失败”回路并入出口开关本体辅助常闭触点，需“励磁装置起励失败+出口开关分闸信号”同时成立时，才能触发“励磁装置起励失败”信号，启动快速停机流程。另外其它两台机组也参照同样的方法进行改造。

3 结语

两起因励磁系统误报导致机组事故停机的故障，通过分析及外部改造进行完善防护，也是从另一方面对机组安全运行保障的一种手段。