(广州协鑫蓝天燃气热电有限公司)
2018年1月17日凌晨05时26分,某电厂4号发电机在并网后跳闸,检修人员查看历史事件记录:4号发电机励磁调节器装置欠励限制动作、保护装置失磁保护动作。初步判断4号发电机进相运行后达到发电机失磁保护动作定值导致跳闸,确认励磁设备正常,于凌晨05时55分重新起励并网。
1事件经过
事件发生前运行方式:#1机组正常运行,#2机组调峰启动。2018年1月17日05时,4号发电机开始冲转;
05时11分,4号发电机转速为3000转/分;
05时12分17秒,运行人员按工作票步骤投入4号发电机励磁调节器装置A、B运行,励磁调节器装置A为主,当4号发电机机端电压升至2.13kV时,励磁调节器装置A“V/Hz限制动作”报警,励磁调节器装置A调节方式由自动转为手动方式运行,运行人员就地复位励磁调节器装置A,约14S后4号发电机机端电压仍未上升,运行人员手动增磁将4号发电机机端电压升至额定直至4号发电机并网;
05时15分,4号发电机并网后,运行人员曾多次手动增加4号发电机无功功率,最后一次运行人员将4号发电机无功功率增加至7.49Mvar后继续升负荷,此后4号发电机无功功率开始自动下降;
05时24分,4号发电机有功功率48.6MW,无功功率-14Mvar,4号发电机励磁调节器装置A、B均报“欠励限制动作”,装置“通道报警”指示灯亮,运行人员复归励磁调节器装置A、B复归不了;
05时26分56秒,4号发电机有功56.5MW,无功-40Mvar,4号发电机保护A屏失磁保护动作,跳开4号发电机出口开关、4号发电机灭磁开关和关主汽门;
05时27分,4号发电机保护A、B屏非电量灭磁开关联跳保护动作,值长通知电气检修人员检查处理,并汇报公司领导;
05:55分,运行人员和电气检修人员检查4号发电机和励磁设备正常,申请重新起励并网。4号发电机励磁调节器切至B套为主运行。
2原因分析
(1)运行人员在启机并网操作过程中,4号发电机励磁调节器装置A报“V/Hz限制”动作,调节方式由自动转为手动不能实现自动调节,运行人员未能及时发现该问题将励磁调节器装置A切至自动运行,而是采取手动增磁升压,并网后也未密切监视无功功率变化,最终造成4号发电机深度进相运行导致失磁保护动作跳闸。运行人员错误操作是造成此次跳闸事件的直接原因,也是主要原因。
(2)4号发电机励磁调节器“V/Hz限制”定值为1.2倍,由图2可知,励磁调节器装置V/Hz实际值=2.13kV/7.61Hz=0.28,基准值=10.5kV/50Hz=0.21,实际值与基准值比=0.28/0.21=1.33倍。查看说明书:当V/Hz限制倍数>1.2时,发V/Hz限制报警,闭锁增磁;当V/Hz倍数>1.25时,V/Hz限制动作,励磁调节器转为手动运行。而当时4号发电机实际转速为3000转/分,即频率为50Hz,励磁调节器装置A频率采样为7.61Hz与实际不符,导致装置V/Hz限制动作,励磁调节器调节方式由自动转手动运行,是造成此次跳闸事件的间接原因,也是次要原因。2018年2月3日,利用#2机组停机机会对4号发电机励磁调节装置A进行精度检测,加机端三相电压频率50Hz,装置显示频率F0=49.99Hz,精度在合格范围内。
(3)4号发电机保护B屏失磁保护不动作原因为:发电机保护采用国电南自DGT801U型保护装置,两个CPU运行。保护动作出口采用双CPU“与”门关系:即保护装置两个CPU是独立采样、独立计算、独立判断,只有当保护装置两个CPU都判断为动作条件满足时,保护装置才动作出口,否则保护不会动作出口。查看4号发电机保护装置动作记录,保护A屏两个CPU失磁保护均有动作,保护B屏只有CPUB的失磁保护动作,而CPUA无动作记录。因4号发电机进相运行阻抗值慢慢接近失磁保护定值整定阻抗圆,在阻抗值处于失磁保护定值整定阻抗圆边界时,保护A屏失磁保护动作出口,初步判断保护B屏由于CPUA采样误差,保护B屏失磁保护只有CPUB满足动作条件,CPUA未达到动作条件,所以保护B屏失磁保护实际并未动作出口。
4号发电机失磁保护整定定值:圆心Xc=-19.3Ω,半径Xr=17.14Ω,系统低电压Uhl=85V(线电压),机端低电压Ugl=85V(线电压),转子低电压Vfd1=38V。2018年2月3日,利用#2机组停机机会对4号发电机保护B屏失磁保护功能进行校验,机端三相电流加正向1A,机端三相电压加正向57.7V,电压滞后电流90度,转子电压加100V,逐渐减小机端三相电压,电压降至34.7V时,失磁保护动作,CPUA动作阻抗XA=0Ω,XB=-36.33Ω,CPUB动作阻抗XA=0Ω,XB=-36.28Ω,由此可见,4号发电机保护B屏失磁保护能可靠动作。
图34号发电机保护B屏动作报告
3暴露问题
(1)、运行人员
运行岗位部分人员安全意识薄弱,责任心不强,运行监盘不仔细,一些重要的设备参数、设备状态未能监盘到位;值长未能认真履行好岗位职责,相关人员专业技能及事故分析处理能力不足,运行人员对励磁系统知识等电气专业方面技能培训不到位,事故预想流于形式,具体表现如下:
1)违反《2017设备巡回检查管理标准》附件A“燃机、热机、电气设备巡回检查项目及检查标准”要求,未对重要的设备装置运行界面进行检查,如励磁系统和发电机参数;
2)违反《2017操作票管理标准》3.2.4.2条款规定:执行有关操作后应注意仪表指示及信号,进行中如发现疑问,应立即停止操作,并汇报发令人或上级值班人员决定是否继续操作;运行人员在发现励磁调节器不能自动升压时,没有采取正确的方式,不分析、不汇报,擅自手动增磁直至并网;
3)专业技能及事故分析能力有待进一步提高,在发现4号发电机励磁调节器装置A报警后,运行人员未能及时作出正确处理,擅自手动增加励磁,并网后未及时加强对发电机有功功率、无功功率、励磁电流等主要运行参数的监控,导致4号发电机并网后,励磁系统处于手动调节方式,发电机进相运行无功功率降至-40Mvar,发电机失磁保护动作跳闸。
(2)、电气检修人员
1)对运行人员关于励磁系统专业知识培训不够全面,运行人员未完全掌握励磁系统及异常处理方法。
2)未对励磁调节器装置进行定检。
(3)、设备
4号发电机励磁调节器装置采样异常,调节方式由自动切至手动,最终导致跳机。经查,4号发电机自2015年投运以来,运行人员未对两套励磁调节器进行切换运行,励磁调节器装置A一直为主运行,由于长期处于运行状态,较容易出现异常现象。
4事故处理及防范措施
(1)、安全管理
完善部门安全管理体系,定期组织部门人员学习各类安全管理制度,重点做好两票三制的日常监督管理工作。
(2)、运行管理
1)加强运行专业技能培训工作,做好事故预想、现场考问,提高运行人员事故分析处理能力,使运行人员学而有用、学而会用。
2)编制运行重大操作前的例行检查表,各专业把操作前的一些重要检查内容列入专项检查表;
3)做好电气倒闸、机组启动、解列等重大操作监管工作;
4)全面加强运行巡回检查及交接班管理,保证巡查质量,及时发现设备异常状态和缺陷并组织整治,确保设备可靠运行。
5)班组对此次事件进行全面总结分析,深刻反思并认真吸取本次事件的经验,组织员工认真学习事件经过,举一反三,引以为戒,切实加强危险把控能力。
(3)、专业管理
1)电气检修人员严格按照管理标准定期对各保护装置进行校验,并紧固二次回路端子,做到及时发现安全隐患。
2)各专业检修人员梳理专业知识,对运行人员进行全面培训。
(4)、设备管理
1)梳理完善机组报警功能:完善热控DCS参数报警值设置,对照电气、热控定值表,将相关参数报警增加至DCS报警画面,如:机组进相运行,无功功率为负时,将在DCS界面发出报警,运行人员可及时作出反应和处理;
2)完善运行操作画面,将现场实际状态反馈信号在DCS相关操作靶位按钮上进行显示;
3)建议励磁调节器装置A、B轮流切换运行,以增加其使用寿命。
4)在设备备品备件采购时,各专业应把好质量关。