一起厂用电失压造成机组停运事件的原因分析与对策

陈澄生

摘 要：简要分析了某发电厂1台200 MW汽轮发电机组运行过程中发电机出口断路器突然跳闸，厂用电源开关切换不成功，造成厂用电系统失压机组被迫停运异常事件的原因，并提出了相应的改进措施，以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：厂用电；失压；快切装置；汽轮发电机组

中图分类号：TM645 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.034

1 概述

某发电厂1台#8（200 MW）汽轮发电机组，发电机型号QFQS-200-2.机组正常运行时，6 kVA、B段厂用电系统分段同时运行，由本机高压厂用变压器进行供电，将#08高压启动变接110 kV系统作为6 kV厂用电系统的备用电源。6 kV工作电源与备用电源之间的切换采用MFC2000-2型厂用电快速切换装置。厂用电联接方式如图1所示。

2 事件经过

事件发生前，该厂#8（200 MW）机组满负荷运行，发电机组各运行参数正常。突然发变组出口主断路器跳闸，无任何保护信号报警，联跳汽机、锅炉MFT。电气运行人员检查发现，发电机灭磁开关和6 kV厂用电工作电源开关均未跳闸，立即进行厂用电源的切换操作，在CRT上启动6 kV8B段快切装置，但是，快切装置切换失败，装置闭锁灯亮。运行人员马上调出6 kV8A段快切装置控制面板，准备切换至备用电源供电，但发现B段快切装置闭锁灯已亮，装置闭锁操作。至此，机组A，B两段6 kV厂用电源均转换失败，6 kV母线电压快速下降，所有厂用高、低压电机跳闸停运，机组被迫停机、停炉。

3 厂用电失压原因分析

发变组出口断路器跳闸导致机组与系统解列，如果厂用电系统能正常转换，就不会发生停机、停炉事故。导致此次停机、停炉的直接原因是，6 kV厂用电系统失压未能保住。那么，是什么原因造成两段6 kV母线的快切装置不能正常切换备用电源供电呢？首先，我们要求继保人员全面检查和试验2套MFC2000-2型厂用电快速切换装置，但并未发现问题，2套装置参数设置和性能均良好，相关切换试验都正常，因此，排除了快切装置本身的原因。接下来，针对当时2套装置均出现闭锁信号的原因进行了分析，发现当时发变组出口断路器跳闸后，联跳汽机和锅炉MFT，而发电机灭磁开关和6 kV8A、8B段工作电源开关均未跳闸，发电机解列但未灭磁，发电机在跳闸后汽轮机转速下降过程中仍继续向高压厂变输送电能。所以当运行人员切换6 kV8B段电源时，快切装置控制面板并无闭锁信号。装置正常时是将切换方式选择在“并切”狀态，即先同期合上备用电源开关，然后才切开工作电源开关。此时，由于发电机已解列，随着汽轮机转速的降低，高压厂变和启动变已不是2个同期的系统，所以启动快切装置后，工作电源与备用电源之间无法同期并列，装置马上进行了闭锁操作，造成6 kV8B段电源切换失败。这是6 kVB段母线快切装置拒动的原因。

然而，6 kV8A段快切装置运行人员并未启动，为什么出现了闭锁信号呢？原来汽轮机跳闸后，机组转速下降进入惰走状态，发电机解列但未灭磁，所以，发电机端电压并不是马上降到零，而是有一个逐渐下降的过程。结果快切装置检测认为是发生了PT短线故障，从而将装置闭锁操作，造成6 kV8A段母线备用电源无法切换。PT断线逻辑如图2所示。

由于6 kVA、B段母线备用电源均切换失败，最终导致厂用电系统中断，机组被迫停机、停炉。以上的分析结果在机组重新启动，发电机零起升压后进行的试验中均得到了验证。

4 结论

由此可得出结论，在发变组跳闸解列联跳汽轮机和锅炉MFT，但是，在发电机灭磁开关和6 kV厂用电工作电源开关没有跳闸的情况下，厂用电快切装置此时无论是自动还是手动，均不能完成备用电源的切换操作。此时，保厂用电的正确方法是立即切开6 kV母线工作电源开关，联锁投入备用电源开关。这给普遍安装、使用厂用电快切装置的发电厂在机组发生特殊异常情况下保证厂用电系统的正常供电提出了新问题和更高的要求。

5 改进措施

为了解决发电机组跳闸后发电机灭磁开关和6 kV厂用电工作电源开关未跳闸，厂用电快切装置不能切换备用电源供电的问题，保证厂用电系统的供电可靠性，工作人员可在发变组出口断路器跳闸后直接启动厂用电快切装置的回路。当发变组断路器跳闸时，厂用电快切装置自动启动，立即跳开6 kV母线工作电源开关联锁，投入备用电源开关。在此过程中，不再依靠运行人员的判断和手动操作，大大提高了厂用电系统供电的可靠性，确保了主机的安全。

6 结束语

现代大容量火力发电机组均采用机、炉、电单元集中控制方式，其厂用电系统的安全性和可靠性对整个机组乃至整个电厂运行的安全性、可靠性有相当重要的影响，而厂用电切换则是整个厂用电系统的重要环节。目前，大型发电厂6 kV厂用电系统采用快速切换装置进行工作电源与备用电源之间的切换操作。该装置运行可靠性高，电源切换迅速扰动小，为厂用电系统的正常不间断供电提供了很好的技术保障。本文针对机组出现异常时厂用电快切装置不能完成自动切换的原因进行了分析，并制订了改进措施，有效解决了问题，极大地提高了厂用电系统供电的可靠性，确保主机的安全，具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1]李骏年.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，1993.

本文部分参考文献因著录项目不全被删除。

〔编辑：白洁〕