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机组事故分析

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/1/23 19:31:28   

 关键词:  变压器 事故分析 机组

运行方式:

四炉对三机:#1.2机母管制运行,两台机抽汽带#3机运行。厂用电方式为:按四台炉分为6KV1--4段。

当日,#3.4实行计划停炉,#1.2;炉带#1.2.3运行。#1.2在调整负荷过程中,#2炉主蒸气温度升高。可能是锅炉调整不及时,造成#1机主蒸气温度超高。汽机主蒸汽温度测量仪有两点同时超过570度,汽机打闸。电气集控来“主汽门关闭”光子牌。当时值班人员因看到发电机有功功率为负,怕发电机逆功率运行对汽机不利,请示值长同意将发电机主开关打闸,没有断灭磁开关但同时发现6KV1--2段厂用电未切换,此时立即手动抢合6KV段备用开关,却造成6KV1--2段厂用电失压,#1,2炉灭火。此时来"热工跳闸"信号.我厂#1--4炉全部灭火,#2机依靠锅炉及母管中的余汽维持运行,仅带2000KW负荷,而且主蒸汽温度急剧降低,此时热工人员将#2机主蒸汽温度低保护退出才把#2机保住.。后来及时恢复厂用电,#1,2炉恢复运行,三台机组才正常运行.

汽机主蒸汽温度高打闸后电气只来"主汽门关闭"信号,怎么不立即来"热工跳闸信号"呢?后来热工人员称汽机主蒸汽温度高打闸,延时3分钟,如果主蒸汽温度没有恢复正常,将给电气发热工跳闸信号.为什么汽机温度高保护不像振动等保护动作后,立即给电气发热工跳闸信号?

电气人员当时处理的不符合电气规程规定:发电机出现故障时,应优先切换厂用电.不应该解列发电机.但此时解列发电机后切换厂用电怎么没有成功,但我在信号屏上看到块切切换完毕信号,可是又明明失压了,是不是断开发电机主开关后,发电机电压,周波和处于系统中备用变的电压周波不同期,造成厂用电块切转为慢切动作,造成锅炉灭火?或者是在切换过程中,恰好热工跳闸信号发来,瞬间解列发电机灭磁开关,造成快切切换不成功?但从电气盘上的负荷曲线看,厂用电电压的波动不大,反映不出是厂用电失压后联动的?

汽机主汽门关闭时,发电机从系统吸收有功,发出无功,此时,应尽快切换厂用电,减少发电机的无功大小,防止发电机逆功率动作,让汽机尽快挂闸.不应该立即解列发电机,这样说不定可以恢复发电机正常运行.但是若来热工跳闸信号后,发电机应解列停机.

像上面的情况,在切换厂用电时,应该是靠启动块切动作来切换,不能采用退出块切,手动合断开关吧?应该采取先合后断的顺序来且切换,千万不能用先断后合的顺序操作,防止造成厂用电失压.

断发电机主开关时,发电机吸收的有功不多,还达不到发电机逆功率


百变星军

呼呼。。。写的真详细啊。。。首先不同的厂保护配置,运行方式不通。不能一概而论。以下分析仅供参考:

1、主汽门关闭,发电机逆功率,如果你们厂的逆功率保护不跳主开关并灭磁、启动快且的话,手动拉开主开关,还无法实现单机带厂用的方式,你们的快且靠什么来启动啊?主开关与快且有联锁?估计没有,因此拉开主开关后高厂变低压侧开关没有跳闸,汽机开始惰走,瞬间的厂用电由发电机来带(灭磁开关未跳),手动合备用开关更是不可能合上的,因为电压、相角、频率等不满足同期条件,因此备用开关合不上,如果合上了对发电机就反充电了,更惨!因此6KV1--2段失电,锅炉灭火。

2、当时应该等逆功率保护动作跳主开关、启动快且来切换厂用电(如果有此功能),不拉开发电机主开关的前提下,可以环并倒厂用电,但是先题条件取决于你厂汽轮机的无蒸汽允许运行时间,假如已经拉开主开关后,绝对不能环并倒厂用电,应该顺停倒厂用电,即拉开高厂变低压侧开关,备用开关自动联投。


断路器

1逆功率保护的问题,首先汽轮机的保护是有很多种的,对于超速,低真空,振动大等严重事故,立刻跳汽轮机,同时给电气发来热工跳闸信号,0S发电机解列灭磁切厂用.对一些不是很严重的保护,例如气温高等等,这些保护不经ETS通道立刻跳汽轮机,而是自动减负荷,并且有3分钟左右的延时,才去关闭主汽门,这种情况下发电机自然不会热工跳闸,那么只有一条路,就是程跳逆功率.程跳逆功率有两个判据,一是主气门关闭信号,而是逆功率继电器动作,然后延时6秒发电机解列灭磁.当时显然第一个判拒很显然已经满足,但是第2个判拒没有满足,我个人认为整定值有些大了,查阅了相关的权威资料,<大型机组继电保护理论基础>(第2版)和<电气主设备继电保护>,书中明确指出,逆功率之后发电机吸收有功可达额定值的百分之4左右甚至百分之10,但是为了保护的正确可靠动作,减少对汽轮机的危害,逆功率继电器的整定值在功率因数一定的情况下整定值远远小于这个整定值.

下面某个200MW机组的连续两次逆功率停机的实例:

3.3.2发电机逆功率保护
定值名称整定值备注
动作功率整定值12.700W二次功率值
1段延时整定值0.500S发信号
2段延时整定值15.00SETS动作关主汽门
保护故障时间2001年3月2日16:53:35保护动作
动作功率动作量14.683W
  从保护清单看,发电机逆功率保护已经启动,再从功率趋势图(略)看,发电机功率已经达到-6.3MW,折算到二次功率值为16.67W,逆功率保护启动为正常,也进一步说明了汽轮发电机出现有功功率倒送,发电机变为电动机异常运行,即发电机从系统吸收有功功率。但逆功率保护没有发“发电机逆功率预告信号”,也没有发“发电机逆功率事故信号”,证明发电机逆功率保护没有去关主汽门。从热控DAS报警文件可查到发电机跳闸(解列)时间为16点53分37秒,而逆功率保护动作时间为16点53分35秒,相差0.2秒,所以发电机逆功率保护虽启动,但时间小于1、2段延时,保护不会动作,也不会去关主汽门。
3.3.3发电机程跳逆功率保护
定值名称整定值备注
动作功率整定值12.700W二次功率值
延时整定值0.100S
保护故障时间2001年3月2日16:53:35保护动作
动作功率动作量14.42W
  由于发电机程跳逆功率保护与发电机逆功率保护动作功率整定值相同,所以程跳逆功率保护也启动,而且启动至发电机跳闸(发电机与系统解列)时间相差0.2秒,延时整定值为0.1S,所以发“程跳逆功率跳闸信号”。发电机程跳逆功率保护经延时出口与主汽门关闭接点组成“与门”逻辑后,去跳灭磁开关、发电机跳闸、启动失灵。再从热控DAS报警文件可查到主汽门全关闭时间为16点53分32秒,由此可知,汽机主汽门先关闭,导致发电机从系统吸收有功功率,发电机程跳逆功率保护动作,经过主汽门关闭接点,使发电机与系统解列,从原理看程跳逆功率不引起ETS动作。
大致的整定值基本就是这样的,而我们的机组容量没有这台机组大,但是我们的整定值要比他大,我们是--6.4MW动作,实际按书上写的.200MW这台机组整定值就已经不小了,基本接近上限,我们的机组按照上述整定值在1000-2000KW也就是2MW左右就差不多了,我们装机160MW很显然我们是按百分之4整定的.

以前就有一回正常程序跳闸停机,汽机打闸后,我们的机子就是不解列,正常6秒就应跳闸,结果没跳,值班员去找解锁钥匙,准备拿了钥匙过来手动解列,但找到钥匙了都没有解列,最后还是手动解列了,当时听说了就很想不通,曾经在此求助热动人员说可能是抽汽逆止门没有关严所致,一想是汽机的东西,就没再考虑下去.

这次又是这样,汽轮机主汽门关的很严了,但是发电机的逆功率只有1000多KW,离逆功率整定值差的很远,自然不会解列.我觉得发电机的逆功率整定值可以设的小一些,可能会好的多,如果是逆功率保护,为防止不必要的停机,当然可设的大一些,但是对于主气门关闭对应的逆功率,主气门关闭了,发电机是必跳无疑,这时再拖延很长时间使发电机挂在网上没有任何意义,而且这种情况我们正希望跳机,所以程跳逆功率的整定值可以设的小一些,一旦主气门关闭,发电机功率出现负值的时候解列,汽轮机是不可能再超速的了,为了减少逆功率的危害.应适当快速解列,实现快速停机.或者是缩短了手动程跳停机的时间.

2断发电机主断路器的问题,由于发电机出现逆功率,说明发电机已经不能带厂用电了,说白了是系统通过发电机主开关给厂用电系统和发电机供电,主开关一断,系统就不再向发电机供电,从而消除了逆功率,但是系统也不在给厂用系统供电,汽轮机主气门已经关闭,发电机没有向厂用电供电的能力了,自然厂用电失压.

3对于快切装置,动作非常成功,但这里的快切很明显是失压启动的,也就是说快切这时候动作并保不住厂用电,而且是慢速切换,理由如下:首先,发电机解列后,电压开始下降,厂用电压也开始下降,虽然发电机不具备带厂用电的能力了,但他可以保持6KV厂用电压下降的很慢,因为他是带着励磁的,快切装置失压启动实际主要就是为了这种情况准备的,因为正常切换是故障切换,如果误把工作开关断了,实际上是误跳启动,真正快切装置失压切换只为两种情况准备,看看这个厂的事故情况与我们极为相似,某电厂机组停机检修,高启变动力电缆故障,这时候只有拉开发电机变压器之间的刀闸用主变反送电,主变的开关在做实验时被误断开,结果造成了失压启动,但由于没有备用电源,失压切换也失败了,我们的情况和这里差不多,不过好在我们的发电机还有电压,可以保证残压速度下降缓慢.也就是说快切装置的失压启动就是为了反送电而误断主断路器或误停母线PT准备的,而且大多数厂失呀启动都没有用过,这种情况确实太少了.

设想一下当时的情况:

发电机主断路器在没有保护出口的情况下断开,此时发电机的频率,电压都在下降,但快切不会保护启动,所以此时6KV电压下降,降到4.2KV的时候,又延时了3.58秒,失压启动,将工作开关跳开,此时进行同期监定不成功,主要原因应当是频差不满足,好象是0.25HZ,我离开太久记不很清了.但是当时发电机的频率与50HZ系统频率肯定差值较大,同期不满足,转入慢速切换,当电压跌到1.8KV时,好象应当延时32毫秒合上备用开关,电压此时应当降到1.7多KV,然后升到6KV恢复正常,

这里的时间较长主要是由于发电机的原因使电压没有降低很快,如果是发电机灭磁的情况下主开关断开,6KV电压在1秒多左右就会降到0(大型火力发电厂厂用电系统一书中有相关实测值可参考)这时再延时,失压启动,合备用,恐怕就要在电压为0的情况下进行了,柴油机就会启动

这里之所以柴油机没有启动,是因为电压在1.8KV时(正好也是柴油机启动电压)此时工作开关跳开,备用开关立刻就合上了,等于是电压在1.8-1.7多KV持续的时间也就是几十毫秒的时间,而柴油机启动是1S延时,所以还没联动,电压就已经恢复,这是不幸中的万幸.如果那种情况下,保安段再联动,保安段也要失压10几秒,而且倒换时还要在失压一次,情况就没这么简单了

实际即使逆功率不会动作,过激磁和频率异常保护也已经差不多启动了,个人认为再称下去可能会是这些保护动作,指望逆功率的可能性很小.

对于电气人员的做法,有两点我比较赞同:

1立刻解列发电机,如果不解列,造成的可能是机组的永久性损伤,这与停一次厂用电相比可就得不尝失了.

2至于切厂用电的问题,如果是解列之后.发现失压了.我个人倾向不手动切,.理由如下,首先发电机已经处于低频状态,手动切换,同期成功的可能性很小,最终结果和自动切换性质差不多.失压是避免不了的了,没有太多的优势,但是手动切换可能带了的问题就比较严重了,首先如果切换采用纯手动倒,那么就要先合备用开关后断工作开关,.这种情况绝对要出事,因为频率差的太多,而且这时要退出快切同期装置不起作用,小车开关合上有可能爆炸,我省的一个1200MW大厂就出现过这种情况,就算是不爆炸合上了,最关键的是现在机组已经处于惰走状态,如果备用电源合上,这时备用电源通过备用开关----工作开关又向发电机反充电,同样是逆功率,而且经过小车开关提供电流,对开关,对发电机都是一个严重打击.如过是采用快切装置手动切换,装置会先跳后合,或者手动断开,再手动合备用,失压是避免不了的,而且自动启动了怎么也比手动要快要可靠.

但是发电机在解列之前,频率应当是有保证的,此时切换厂用电应该成功的,不过应当启动快切进行切换,或者是直接断工作开关让快切误跳启动,这样虽是跳后合,但与以往切换没有什么区别,应当成功.

此时切不能按正常切厂用的方式进行切换,即使备用开关合上了,如果准备去断工作开关的时候发电机解列了,发电机将从备用电源吸收功率,后果不堪设想.


来源:中国电站集控运行技术网
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