第4期耒阳#3机组发电机失磁保护动作停机事件通报.docx
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第4期耒阳#3机组发电机失磁保护动作停机事件通报
机组非异停情况通报
2014年第4期
大唐湖南分公司（华银公司）安全生产部2014年7月3日
编者按：
请各单位认真组织学习每一期通报，对照检查，举一反一，杜绝同类问题导致的机组非异停。
大唐耒阳发电厂#3机组
“失磁保护”动作停机事件通报
1、事件经过
2014年6月19日16时57分，#3机组运行，有功295MW，无功118MVar，#3机各辅机及厂用电系统运行正常。
16时58分0秒左右，#3机组发变组保护A、B柜“失磁T4”动作切厂用电，厂用6KV工作电源#2501、2601开关跳闸，快切装置动作自投备用电源#2005、2006开关成功，约5秒后，#3发变组保护A、B柜“失磁T2”动作全停，#3机组跳闸。
同时，220KV母联分段断路器#662、#664跳闸。
全面检查无异常后，于18:
58#3炉点火，21:
29#3机组并网。
2、原因分析
事件发生后，对#3发变组保护动作情况、直流系统运行情况以及灭磁开关动作情况及本体进行了相关检查及试验，判断为发生#3机组直流系统“+”（斗轮机变控制回路）接地后，引起发电机灭磁开关外部跳闸回路长电缆电容电流流经其外部跳闸出口中间继电器K92（或K93），导致K92（或K93）动作跳开发电机灭磁开关，造成发电机失磁保护动作跳机,但不排除可能的灭磁开关偷跳。
220KV母联分段开关#662、#664跳闸原因为发电机复压过流保护逻辑判据存在不合理，导致发电机出口开关已经跳闸情况下，仍动作跳母联分段开关。
具体检查及原因分析如下：
（一）发变组保护动作情况及分析
事件发生时，#3发变组保护装置A、B柜发电机失磁保护T1、T2、T4、发电机复压过流保护T1、T2、发电机对称过负荷定时限、C柜热工保护动作。
#3发变组故障录波器记录的保护、开关动作行为及时序如下表所示：
序号
保护名称
开关名称
动作行为
动作时间
1
FCB
跳闸
16:
58:
00
2
失磁T1（0S）
发信
16:
58:
02152
3
失磁T4（0.5S）
切换厂用
16:
58:
02993
4
2501（2601）
跳闸
16:
58:
0347
5
定子过负荷定时限（1S）
发信
16:
58:
03527
6
失磁T2（3S）
全停
16:
58:
0517
7
630
跳闸
16:
58:
05101
8
热工保护（0.2S）
全停
16:
58:
05395
9
发电机复压过流T1（5S）
跳220kV分段
16:
58:
09712
10
发电机复压过流T2（5.5S）
全停
16:
58:
10224
1.失磁保护动作情况分析
#3发电机16时58分0秒灭磁开关跳闸，机组即进入进相失磁运行，机端测量阻抗进入第四象限，转子电压最低降至-630V，2秒152毫秒后失磁保护（阻抗圆+转子低电压）T1无延时动作发信；且机端电压迅速降低（跳机前降至14.02KV），满足失磁保护T4（阻抗圆+机端低电压）动作条件，延时0.5秒（实际发信后0.841秒）动作跳厂用分支，同时，失磁保护T2（阻抗圆）延时3秒（实际发信后2秒865毫秒）跳630开关、关主汽门（机组全停）。
2.定子过负荷定时限保护动作情况分析
机组失磁后，大量吸收系统无功,最大达-361.46MVar，导致定电流升高至13192A（C相，额定值10189A），超定子过负荷定时限（3.78A）定值，定子过负荷定时限保护动作发信正确。
3.发电机复压过流保护动作情况分析
定子电流大于整定值后，保持t0（6秒）记忆时间，和机端电压低于整定值条件相“与”，延时t1（5秒）动作跳母联#662、664开关，延时t2（5.5秒）动作全停。
4、发电机失步保护未动作情况分析
该机发电机失步保护原理采用双遮挡器动作特性，机端测量阻抗需依次穿越5个区，穿越一次为滑极一次，达到整定的滑极次数（2次）时跳闸。
事后虽经电科院计算，发电机失磁后，转入进相失步运行，认为机端测量阻抗始终未穿越5个区，不满足失步保护动作条件。
（二）直流系统检查情况及分析
1.查DCS历史趋势发现在#3机组跳闸期间，有#3机组“Ⅱ组直流母线报警”信号出现，就地检查报6kV公用B段直流绝缘监察装置报正极接地，选线为“斗轮机变控制回路间隔”。
2.与发变组保护柜时标进行核对，期间直流系统Ⅱ组母线绝缘监测装置“母线接地”报警启动、结束时间实际为16:
58:
04～16:
58:
11、16:
58:
14～17:
04:
29；6kV公用B段直流分屏绝缘监测装置启动时间实际为16:
58:
04～17:
04:
30。
次日在#4机组进行直流系统模拟接地试验发现，接地开始至直流母线告警信号发出存在6～7s装置判定延时，因此可判断#3机组Ⅱ组直流母线发生接地较灭磁开关跳闸早2～3s时间。
3.励磁外部跳闸回路出口中间继电器K92、K93最小动作功率试验结果如下：
继电器编号
用途
动作电压
动作电流
启动功率
K92
Ⅰ组外部跳闸中间继电器
102.9V
2.66mA
0.274W
K93
Ⅱ组外部跳闸中间继电器
106V
2.78mA
0.294W
4.#3机组直流系统正极接地造成灭磁开关跳闸分析
根据事发时直流系统运行情况及K92、K93继电器相关试验情况，结合K92、K93继电器现场控制回路实际接线方式分析如下：
接于K92（K93）线圈正极性端的133Ⅰ（133Ⅱ）均为长电缆（基建电缆清册标示200米），正常时端子对地电位为-110伏左右，当发生直流系统正极接地时，由于长电缆存在分布电容，而电容两端电压不能突变，则接地时刻线圈“+”端133对地电位为-110V，而线圈“-”端因接地影响电压被台至-220V，则线圈上短时电压可能到110V，从而产生较大电容电流有可能造成继电器误动作，导致灭磁开关跳闸。
此外，根据厂家反馈，ABBUNITROL5000励磁系统在其他电厂也发生过相同情况，“FCBext.off”（FCB外部跳闸）信号伴随有直流系统接地故障，造成机组停机。
3、暴露问题
1.技术力量薄弱，隐患排查不彻底。
（1）在电气二次系统长电缆控制回路多次发生因直流接地导致出口继电器误动情况下，未能举一反三，彻底梳理其它类似保护回路。
（2）在自身技术力量薄弱的地方，未能与厂家建立良好沟通渠道，与厂家联系沟通不够，掌握类似信息不够。
（3）机组投产以来，未安排对灭磁开关本体机构进行解体检查。
2.发电机复压过流保护逻辑判据设置不合理
（1）作为发电机及系统近区相间故障以保护发电机设备的后备保护，在发电机出口开关已经动作的情况下，仍出口动作于跳母联分段开关，明显不合理。
（2）在系统近区相间故障情况下，仅动作于跳母联分段开关，而不跳母联开关，既不能隔离故障点，也不能起到保护发电机的作用。
3.发电机失磁保护T2（3S）、T3（0.8S）、T4（0.5S）整定时间偏长，不符合《大型发电机变压器整定计算导则》（DL648-2012）“对于不允许发电机失磁运行的系统，其延时元件一般取0.5S—1.0S”的规定。
4.灭磁开关跳闸不联跳主开关保护配置不合理。
灭磁开关跳闸后发电机完全失磁，与发电机低励磁、欠励磁情况完全不同，必然导致机组失磁失步，运行人员根本无法处理，如此时失磁、失步保护存在失灵等现象，机组不能快速减负荷至40%以下，将导致发电机较长时间失步运行，危机发电机转子安全和厂用电安全。
5.各保护、自动装置时钟管理不到位，造成事件记录时间混乱，不能有效、客观的进行相关事件原因分析。
6.防止直流系统接地没有针对性措施，不能避免直流系统接地造成的次生事件。
本次斗轮机变控制回路接地后又消失，事后也未能查出接地点。
7.故障录波装置灭磁开关跳闸启动录波设置错误（本应设置为合到分启动录波，却误设为分到合启动），导致灭磁开关跳闸时刻未能启动录波，影响事件分析。
四、整改防范措施
1.对于同样使用ABB励磁系统的单位，要对发电机灭磁开关外部跳闸回路中间继电器K92、K93要进行一次认真检查，对于中间继电器启动功率低于0.3W的，要尽快更换为具有较大启动功率的继电器。
2.300MW及以上发电机原则上不允许失磁异步运行，其失磁失步保护应按此原则进行整定，即失磁保护一般应取0.5S~1.0S作用于全停或程跳，同时考虑到目前电网对发电机进相能力的要求，发电机阻抗判据宜采用异步阻抗圆以提高抗系统扰动的能力，电压判据宜采用机端电压判据，不采用系统电压判据。
3.增加灭磁开关联跳发电机（发变组）出口开关的逻辑及回路。
各单位应组织一次检查，原则上要求灭磁开关联跳发电机（发变组）出口开关，同时要确保灭磁开关辅助触点运行可靠，且直接驱动断路器操作箱的跳闸继电器要满足功率大于5W、动作电压为55%~70%额定电压等反措要求。
4.使用ABB励磁系统的单位，要加强与励磁厂家及使用同类型励磁系统的兄弟单位沟通，及时了解励磁系统相关资讯，吸取教训、举一反三。
5.各单位要有计划的对电气二次系统长电缆控制回路进行梳理排查，尽可能的解决直流接地可能导致的次生事件发生。
6.各单位要对发电机主要保护逻辑判据和定值进行梳理检查，防止保护拒动或误动。
7.要利用机组停备或检修的机会加强灭磁开关本体的检查维护工作。
8.制定防直流系统接地专项可行技术措施，并切实执行。
9.将各保护、自动装置时钟管理和机组故障录波装的维护纳入日常定期工作。
附件：
相关电厂类似事件情况
说明：
1、沁北电厂报告中并未理论分析交流窜入直流后导致FCB跳闸的原因，询问该厂技术人员事后他们对励磁外部跳闸K03\K04（我厂是k92、K93）出口中间继电器并接了一电阻，以提高整体动作功率。
2、华润江苏常熟电厂FCB也是外部跳闸，但是未查到具体原因，没有分析报告，测量K03\K04的动作功率不到1W,采取的措施是换大功率继电器。
3、宁夏六盘山电厂联系不上。
沁北电厂07年3月15日＃1机组跳闸事件分析报告
一、事件经过
跳闸前工况：
#1、#2发电机并网运行，500KV开关场5011、5012、5013、5021、5022、5023断路器运行。
跳闸时间：
2007年03月15日19时52分
现象：
＃1发电机灭磁开关跳闸，接着发电机保护柜失磁保护II段动作，＃1机出口断路器跳闸，机组停运。
110V直流系统绝缘检测装置有“直流接地”、“直流系统过压”报警。
二、事故检查处理
事故发生后，立即检查发电机励磁系统灭磁开关紧急跳闸按钮，检查正常；检查电子设备间发变组保护装置，有发电机失磁保护动作信号；检查机组SOE记录，灭磁开关先动作，然后发电机失磁保护后动作；检查发电机励磁系统，就地控制屏有“091FCBEXTERNALOFF143”（励磁系统外部跳闸）信号，励磁控制柜显示正常；110V直流系统绝缘检测装置有“直流接地”、“直流系统过压”报警。
对励磁系统进行检查：
励磁调节柜内有继电器的振动声，发灭磁开关外部跳闸出口继电器K03励磁（指示灯亮），灭磁开关外部跳闸出口继电器K04间歇性动作，用万用表量跳闸回路101及133对地均有交流220V电源。
断开灭磁开关直流操作电源，对励磁系统灭磁开关控制电源回路进行绝缘测试，用万用表进行检查，正极绝缘约69欧姆；用500V摇表检查，对地绝缘为零，检查发现一根导线有绝缘破损接地，对其进行了绝缘处理。
对直流系统进行检查，发现有交流电源220V窜入直流110V系统，对直流110V系统进行检查，拉路寻找交流电源注入点，发现该交流220V信号来自输煤直流分屏，逐步检查，在输煤6KV系统＃7B皮带机就地操作箱内转换开关上找到短路点（该操作箱内有直流的事故按钮回路及交流的拉绳，跑偏继电器回路），由于该就地远方操作转换把手上有交流220V电源和直流110V电源，环境粉尘及潮湿影响，该把手已严重受潮有短路灼痕。
将直流回路从其端子上解下，110V直流系统绝缘正常已无交流电压，且正负极电压平衡。
由于灭磁开关先动作，判断失磁保护动作正确。
三、事故原因
灭磁开关控制电源直流正极接地，且有交流分量窜入直流系统造成灭磁开关跳闸，发电机失磁，机组跳闸。
对输煤系统所有皮带机、碎煤机以及就地操作箱内直流回路全部拆除，取消就地操作回路。
杜绝交流窜入直流系统，检查灭磁开关直流回路绝缘正常，直流系统对地电压平衡，没有交流分量。
查明原因并处理正常后＃1机组于03月15日23：
10分并网运行。
四、防范措施
1、对输煤系统所有皮带机、碎煤机以及就地操作箱的交直流电源进行了整改，取消就地操作回路。
将两种不同电源进行有效的隔离，有效避免了交流电源窜入直流系统对二次系统的影响。
2、对保护及自动装置的类似回路进行了仔细地排查，对端子排、按钮、转换把手的螺丝进行了紧固。
3、对110V直流系统每一个负荷回路进行了排查，测量其交流电压分量，杜绝交流电源窜入直流系统。
4、对室外瓦斯继电器、变压器本体端子箱，接线盒的防雨防潮进行了处理，对所有端子箱的密封条进行了更换。
5、对端子箱内的所有端子，裸露的线头，连接进行了全面细致的检查、处理。
杜绝类似事件的发生。
6、优先、快速处理机组励磁系统的缺陷，防止直流接地故障的发生。
河南华能沁北电厂
2007-3-16
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