柴发保安电源异常引起百万机组跳闸分析和探讨

汪磊

保安电源为避免全厂事故停电時造成机组失控、损坏设备、影响电厂长期不能恢复供电而设置的向事故保安负荷供电的电源。各电厂保安电源一次接线方式配置和切换逻辑不尽相同，各电厂也有保安电源相关的改造和优化方式。本文就一起柴发保安电源不合理的接线和配置引起的百万机组跳闸做分析，提出优化逻辑意见。

关键词  柴发PLC，保安电源

1 概述

1000MW机组保安电源如下图1所示，400V保安A段和B段主电源分别经保安变A＼B取自各自10kV中压开关，400V保安A段和保安B段之间有联络开关，柴发分别向经各自的分支应急开关AEe1或BEe1向保安段供后备电源。柴发系统采用伟柏公司的成套设备。

当发生任一保安段失电后，柴发PLC检测到低电压继电器接点闭合，判断此时保安进线是否是无故障跳闸，如果是无故障跳闸，则柴发PLC判别另外一段是否失电，如正常则PLC发跳保安进线AL或BL指令后，柴发PLC发指令将联络开关AB合上;若发现另外一段无电则启动柴发应急程序，投入热备的柴发分支应急开关AEe1或BEe1，经柴发满速启励条件后，投柴发出口EM开关，保安段恢复供电。

恢复正常方式：联络AB→AL保安进线，自动无此种方式。可将柴发PLC程控开关切至手动，手动分AB开关，再合AL保安进线开关。若不将柴发PLC程控开关切至自动方式，则AB联络分时，判断对应的保安A段低电压，合AEe1应急进线，启动柴发，当转速达到并启励后，合柴发出口开关EM。

2 事故经过

某日1000MW机组正常运行，突然发变组非电量保护屏断水保护动作，全停出口LOCKOUT继电器动作，机组跳闸。运行确认保安段A/B同时发生异常失电，发变组非电量保护屏显示为断水保护跳闸，经运行人员反馈断水保护动作原因为定子冷却水泵A、B同时失电引起，定子冷却水泵A、B同时失电是因为400V保安进线电源进线开关A、B同时跳闸，400V保安母线短时失电造成。经检查保安电源开关AL＼BL就地显示为外部分闸，无保护动作信号。

3 原因分析

3.1造成保安电源跳闸的可能

保安变10kV联跳（含保安变温度高跳闸）、DCS手动分闸、运行操作台紧急分闸按钮操作、400V保安电源A＼B开关保护动作、柴发PLC远控同时发AL保安进线和BL保安进线跳闸指令。

3.2 检查情况

经现场各装置和回路，DCS操作员操作历史行为正常，运行操作台紧急分闸按钮有保护罩无异常误操作，就地AL＼BL保安进线无电流保护动作信号，保安变A/B无保护动作信号，分析为柴发PLC误启动，跳保安电源进线A/B，合两路应急开关AEe1＼BEe1，启动柴发最终由柴发供电两个保安段。

3.3 误动原因分析

保安A段和保安B段模拟电压量送至柴发房控制盘电压继电器，电压继电器常开接点至PLC的DI卡件，正常电压情况下，电压常开接点闭合，DI卡开入置1。分析判断柴发PLC误判正常的保安段失电引起保安进线跳闸，柴油发电机误启动。柴发控制盘内柴发PLC现场柴发PLC开入为24V弱电开入，除了柴发房开关接点和柴发控制盘继电器外，该弱电开入还引用了保安段开关室内的AL＼BL＼AB三个开关的位置接点。不符合国网公司十八项反措，15.6.5条，屏外引入的开入应采用220/110DC电源。根据现场检查发现柴发控制盘内大量的电源线一个设备接一个设备并接电源81和87号线，任一个元器件中间接线松动将造成回路下游电源失电，发现柴发PLC的开入DI卡开入正电源无电，接点闭合情况不能正常反映到开入中，引起柴发PLC误启动逻辑切除保安段正常供电，最终引起机组跳闸。

3.4 临时纠正措施

将柴发控制盘正电源81负电源87由并接线方式，调整为集中端子排方式，避免多根导线并接同一个端子，避免某一个接线松动，造成多个开入量变位，满足逻辑条件，误跳保安段工作进线。

将开入量常开接点开入逻辑改为常闭接点开入逻辑，避免接线松动引起开入误变位。

4 逻辑优化方案

4.1基建设计柴发PLC控制整个保安系统的六台开关，若柴发PLC有问题影响较大，保安系统处于极度危险之中，为避免这种情况将柴发PLC跳保安进线AL＼BL和保安联络AB开关的功能，采集保安进线AL＼BL和保安联络AB开关量状态功能，采集两段保安段电压功能均取消，这三部分部分功能DCS均已经采集了，不用重新敷设电缆接线。在DCS逻辑中组态，DCS的接线和可靠度高于柴发PLC，且DCS的逻辑修改较伟柏柴发PLC封闭逻辑修改方便。

4.2 DCS逻辑增加，判断任意保安段无故障失压，延时跳失压所在段的保安进线，发合联络开关命令，若联络没有合上电压仍然没有建立，发启动柴发指令，由柴发PLC按逻辑设置启动柴发。增加联络开关手动分闸切换保安进线合闸逻辑。

4.2柴发PLC仅控制柴发房的相关内容：即柴发的启动励磁调节和停止，应急出口开关AEe1＼BEe1合分闸，柴发出口开关EM的合分闸。杜绝弱电开入远距离采集开关量状态易受干扰误变位的可能。

4.3 引入外购一次电源，将外购一次电源接入柴发出口母线上，将外购一次电源作为前置或后置电源，当意外柴发不可投时，使用外购电保证保安段供电安全。

5结束语

本文通过保安电段异常跳闸事件，最终造成百万机组跳闸，是一次极为深刻的教训，本文对逻辑进行了研究，作出了优化方案。削弱伟柏PLC的控制范围，由DCS逻辑实现增强了可靠性，简化了回路避免了弱电受干扰误开入的可能。提高了保安系统自动控制的可靠性。

参考文献：

[1] 阮柏松 . 百万机组保安电源逻辑优化的研究 [A]. 低碳世界， 2016 （ 8 ）： 271.

[2] 国家电网十八项反措2018版. 国家电网设备2018（979号）：158