电气一次造成火力发电非停的因素-励磁系统.doc

电气造成火力发电非停的因素-励磁系统一、南通电厂二号发电机P棒回路B相熔丝炸裂，失磁保护动作，机组跳闸事件经过：18:23 #2机组负荷340MW，无功负荷216MVAR，A/C/D磨正常运行时,BTG盘“发电机励磁电源柜故障报警”、“发电机励磁电源柜故障跳闸”报警，随即“A/B通道总出口继电器动作”、“A/B通道出口跳闸线圈故障”报警，发电机跳闸，汽机跳闸，锅炉汽压快速上升，手动打闸锅炉。立即联系检修处理,发现导致机组失磁跳闸。对P棒和励磁变检查试验，确认一次设备无问题，同时更换发电机P棒B相熔丝后，#2发电机组于20:56并网恢复运行。二、阳逻电厂四号发电机励磁系统故障，机组跳闸事件经过：1月6日，#4机组负荷250MW，炉跟机运行方式，主汽压力、温度、再热汽压温度正常，真空正常，发电机并于母运行，励磁方式90AC，#4高厂变带厂用电负荷运行。14：04发电机出口开关（阳04）跳闸，BTG盘电气盘上来多个报警光字牌，检查发现立盘上所有有功负荷为零，转速为3180rpm，主汽压力由13Mpa升15.3Mpa，进一步检查发现，发电机立盘来“灭磁交流电源故障”、“稳压器故障”、“脉冲丢失”等信号，运行值班员按事故停机处理，汇报网调值班员。经相关专业人员检查后复归电气信号和开关并研究决定，备励带发电机运行。17：554炉点火，19：25 机组并于220KV母运行。三、辛店电厂三号发电机主励一次电缆接线松动，失磁保护动作，机组跳闸事件经过：2月10日15:49 ，三号机负荷137MW，发电机“发电机失磁保护动作”、“发电机主保护动作”、“主付励磁机灭磁”、“调节器综合限制”、“励磁手动柜减磁极限”、“#3发电机失磁T0、T3”、“机变保护出口跳闸”、“#3高厂变甲乙丙丁分支快切装置闭锁”光字牌亮。5002开关、603甲乙丙丁AB、633甲乙丙丁、533、MK、5DK、1K、2K开关闪光。查保护：#3机变保护屏（一）、失磁T0、T3、汽机跳闸、出口灯亮，屏（二）跳A、跳B、跳C灯亮。复归开关闪光及保护，切换相关保护压板。17:15 检查测量#3发电机主励回路开路不通，发现主励一次电缆松动接触不良，重新压好后检查测量#3发电机及主付励回路正常，19:20 汽轮机冲转。19:38 用顺控与系统并列，20:55机组出力恢复在线运行。四、南京电厂一号机组励磁机调节器B套主机板故障，“发-变组内部故障”保护动作，机组跳闸事件经过：18：18，1机组有功负荷为256MW，无功负荷为55.8Mvar。此时 #1机组来“励磁机调节器故障”光字牌，9米继电器室查为1机组自励恒压部分“励磁机调节器故障”光字牌亮，励磁机调节器B套开关信号203板故障指示灯亮，其他检查未发现异常，运行通知继保检修到场。18:42 #1机组来“励磁机调节器电源故障”光字牌，“发-变组内部故障”保护动作，#1发电机励磁机励磁开关跳闸，并联电阻开关Q1合闸，4611开关跳闸，联跳机、炉、汽泵，停机保护动作正常。9米继电器室检查：励磁机调节器A套上”告警“灯亮并显示：“脉冲错误”B套显示“同步相序”，985装置显示：“外部重动三”。19:30#1炉重新点火，20:49 #1机冲转，21:12 #1，#1发电机启动备用励磁系统正常升压并手动并网。23:30 经更换B套主机板以及对A套主机板的FPGA程序装载芯片重新进行更换禁锢之后，两套均恢复正常工作。主励升压，并做主备励切换，励磁系统倒至主励带负荷。暴露问题：1.该励磁装置为04年11月机组中修期间更新设备。事故发生后有关技术人员进行了相关检查发现：励磁机调节器的A套和B套之间无法进行正常切换；此外，励磁机调节器的A套报出脉冲错误，B套报出同步相序错误。根据上述现象，南瑞公司技术人员进行了如下检查：（1）对调节器、功率柜的有关线路进行了检查，检查同步回路、脉冲回路等线路有没有松开、脱落等情况发生，结果没有发现问题；（2）把励磁机调节器A、B两套的电源关掉后重新再启动，故障仍没有排除，这说明故障是非暂时性的；（3）分别对励磁机调节器每套单独进行了详细检查，发现B套主机板发生故障，而A套主机板的FPGA程序装载芯片亦出现了松动，接触不良，容易受到干扰。2.从现场反映以及检查的情况分析，导致励磁机调节器两套报故障信号，最终可能使1机组跳机的直接原因是B套主机板的FPGA芯片本身异常和A套主机板的FPGA程序装载芯片出现了松动，接触不良,容易受到干扰。在励磁机励磁调节器中，FPGA芯片和FPGA程序装载芯片起着比较关键的作用，由它来完成脉冲的产生、移相和触发。所以，如果FPGA芯片本身以及它的程序装载芯片出现了问题，就会影响脉冲的正常触发，从而引起励磁系统工作出现问题FPGA芯片异常的原因有以下几点：（1）FPGA芯片的工作电压不正常。（2）FPGA芯片的温度过高。（3）FPGA芯片生产质量不合格，容易老化。南瑞电控公司调节器选用的FPGA芯片工作电压为5V，在现场测量了系统电源板供给芯片的电压为5.05V,在芯片允许的范围之内,同时对系统电源板进行了测试，电源板的有关纹波及噪声基本满足电源技术规范的要求。但考虑到电源系统的重要性，防止本块电源板工作可能偶发的不稳定性，对本块系统电源板进行了更换。另外，调节器在散热、通风方面设计良好，在现场没有发现FPGA芯片温度过高等现象，因此由于温度过高造成的芯片工作异常的可能性较小。由此可见，B套主机板上的FPGA芯片异常的原因很有可能是芯片本身生产质量存在问题，容易老化，虽然概率很小，但偶尔也会有发生的可能性。五、北京热电厂一号机组“转子一点接地”保护动作，机组跳闸事件经过：9月23日，1机组负荷140MW，主汽流量191KG/S，煤量22.8KG/S，工业抽汽290t/h，热网流量1000t/h，1、3给水泵运行，4台磨运行，双引、送、一次风机运行。5:02 立盘发“发变组保护异常”、“主开关异常”、“61A、61B异常”光字报警，发电机主开关跳闸，随即汽机跳闸，锅炉MFT，6KV厂用电切换正常，灭磁开关跳闸。因2机组大修中，1机组跳闸导致5机组失去汽源，运行人员手动停止5机组运行。检查1机组保护动作情况，发变组保护B柜801发“CPU1 转子一点接地保护动作”、OIS画面有“转子接地”、“发变组保护动作”、“6103、6104、6109、6110异常”、“2201回路异常”报警。到发电机滑环小间检查滑环碳刷情况，拆卸下刷架后，盘车状态下测量转子滑环表面绝缘0.1M（1000V摇表），用数字万用表测量电阻为420K；测量励磁电缆绝缘电阻为20M（1000V摇表）。考虑到转子绝缘较低，对发电机滑环室吹扫约10分钟，吹扫过程中吹出较多碳粉，清扫后测量转子滑环表面绝缘电阻为50M，将“转子一点接地”保护跳闸改信号，09：50 机组冲车，11：37 发电机并网，后经保护装置厂家（许继）检测保护装置正常。六、营口电厂二号机组发电机“失磁保护”动作，“逆功率保护”动作，机组跳闸事件经过：10月17日11：34，正在运行中的#2发电机跳闸（当时有功为240MW，无功为167MVAR，其它参数正常，无其它操作）。主控室来#2发电机失磁保护动作信号，DCS操作屏来#2发电机失磁、欠励、逆功率信号。本次跳机的起因为，励磁机转子回路QE1开关首先跳开，引起发电机失磁，造成失磁保护动作，#2机组停机。励磁机转子回路QE1开关跳开原因未查明。七、营口电厂一号发电机组QE11开关跳闸，发电机失磁，机组跳闸事件经过：8：52，#1机组负荷235MW,无功153Mar，汽机跳闸，锅炉灭火，DCS检查为发电机失磁保护动作（打印结果QE11跳闸引起）。发电机转子分路开关Q1闭合，引起发电机失磁，机组停机。初步分析为励磁机定子过电压（1.4倍）保护瞬时因电压继电器受振动，误发信号而引起。通过对该过电压继电器的强行振动试验，出现了接点的抖动闪合，导致QE1、QE11分闸现象，因此其是重点怀疑因素。八、石洞口一厂石洞口一厂四号发电机转子滑环引线故障，失磁保护动作，机组跳闸事件经过：2月7日中班，4号机组正常运行，负荷280MW，无功58MVAR，发电机静子电压18KV，转子电流1380A，转子电压320V，AVR自动方式，发电机运行工况正常，220KV、6KV厂用电系统正常方式。20:23运行人员发现烟探装置报警，即赴现场检查发现发电机转子滑环处有火光。随即运行人员监盘发现发电机“转子一点接地”、“转子过负荷、”“AVR异常”等报警，同时发电机跳闸，横向联动机组停用。查继电保护为：“转子过负荷”保护动作，发电机跳闸。查历史数据为：转子电流上升至2394.5A；转子电压上升至439.14V；发电机端电压下降至16KV。检查发电机转子损坏情况：转子里滑环正极（以下简称正极）表面过热烧损严重，正极电刷刷握几乎全部烧毁，滑环正极内侧大轴上原包扎的玻璃丝带脱光，为残渣碎片并缠绕在正极刷架上，转子长、短引线悬空部分裸露，转子长引线（负极）悬空部分截面烧去约2/5，转子长、短两引线至转子穿线孔的绝缘套管严重碳化（约200mm）。发电机转子修复情况：发电机转子抽出约1-1.2M，由上海电机厂对转子引线故障进行修理。更换：滑环（2只），长、短引线及绝缘筒。整组刷架翻新，刷框、刷握更新，引线绝缘包扎处理。经抢修后机组于2月14日13:40发电机并网。原因分析：由于正极滑环内侧转轴上玻璃丝绑扎带松脱，在转子旋转时被甩出，进入近端滑环与电刷处（即为正极），导致滑环电刷间异常形成环火，正、负极短路燃烧扩大损坏事故。九、包头第一热电厂8G9K解列，励磁调节回路故障导致保护误动，从而导致8发电机失磁、阻抗保护动作，发电机跳闸。十、德州电厂五号机组励磁调节器#3整流柜控制卡件故障，机组跳闸。1月2日18：20，5机MARK V报警，EX2000画面显示：#1柜代码571（#3柜跳闸）报警 ；#3柜代码379（看门狗超时跳闸）报警。后备盘发出EX2000 设备故障灯亮。MKV 画面发出EX2000 诊断报警，就地确认：3整流柜已退出运行。20：32，#5机EX2000励磁调节器3柜停电，5机23KV励磁调节器EX20003柜检查工作开工，20：59，#5机负荷600MW，1040磨煤机运行，发电机跳闸，汽轮机联跳，锅炉灭火，6KV厂用电系统联切正常。21：35，#5炉点火；23：30，5机大机升速至3000rpm,发电机升压至额定电压，准备并网时500KV#1母线5041、5021、5012开关跳闸，“500KV母差（）保护动作、500KV母差（）保护动作、母线PT回路断线”信号发出，03启备变跳闸，5机6KV5A1、5A2母线失电，锅炉A引风机、A送风机跳闸，锅炉灭火，汽机跳闸；就地检查500KV第三串5031开关C相南柱并联电容器爆裂，5031开关C相北柱断口瓷瓶缺损，立即通知网控：将500KV5031开关隔离；汇报省调。省调令：500KV母线由5041开关送电,除5031开关外，恢复正常运行方式。1月3日00：50，500KV母线已由5041开关送电良好,除5031开关外已恢复正常运行方式；汇报省调。3：10，向省调提：“5机组停机，500KV5032开关停电，5032开关检查。”申请，已批准；9：32，500KV 5032开关已停电，5032开关检查工作开工；10：54，炉点火；11：20，500KV 5032开关检查工作已结束，5032开关可以恢复备用，汇报省调；13：26，#5机组与系统并网。 十一、德州电厂因消防栓漏水，五号机组励磁柜母线短路，励磁柜跳闸，机组跳闸。1月22日23:17，#5机组负荷420MW，机组投协调运行，监盘发现后备盘EX2000故障报警，#1调节柜发602报警（#3柜故障），3调节柜发571报警（跳闸故障），立即到6KV配电室检查，发现励磁柜上方漏水。23：24，EX2000短路，发变组保护动作,发电机跳闸，汽轮机联跳,锅炉MFT动作。后备盘EX2000报警信号为，#1调节柜发736报警（离线跳闸），2调节柜发490报警（ucp脱网），3调节柜发22报警（mcp跳闸故障），就地检查调节柜处冒烟。向省调提检修申请，批准后，按制订的抢修方案，将原5机组EX2000装置拆除，更换为南瑞集团电气控制公司设备，方案确定后立即与南瑞集团电气控制公司厂家进行联系，签订供货协议书，实施全部的原装置拆除、新装置安装、调试工作。29日08：15 #5炉点火。14：07 #5机组转速冲至3000转，检修开始做励磁系统试验。17：00#5发电机励磁系统试验全部结束，励磁系统试验正常。据省调令：#5炉灭火，机组转备用。30日02：25 #5炉点火。05:435发变组自动准同期与系统并列。十二、沁北电厂1号机组励磁二次回路短路，交流电串入直流系统，失磁保护动作，机组跳闸事件经过：3月15日14：39，1号机组负荷450MW， 1号炉MFT保护动作，机组停运。经检查，煤系统7B皮带机就地控制箱远方/就地切换开关内部短路，致使220V交流电窜入110V直流回路，造成非电量保护柜工作异常并引起灭磁开关跳闸。22：00锅炉点火，23：10发电机并网。十三、日照电厂1号机组励磁控制柜励磁通道故障，机组跳闸8月10日，日照地区发生强雷暴雨。22:39，220kV电港I线光纤差动、距离I段动作，A相跳闸重合成功。线路故障时，1号发电机励磁突增，励磁调节器I通道发出故障报警，因通讯故障而无法复归。11日0:28，机组负荷192MW，励磁系统内部通讯突然恢复，因此前通道出口继电器K62已处于动作状态，导致保护出口，1号机组跳闸。故障处理后，12日6:06机组并网。十四、福州电厂4号机组励磁调节器（AVR）模块故障，机组跳闸。8月11日，4号机组带335MW负荷运行，机组协调控制方式，励磁AVR双通道正常运行。13:28:42至13:29:23，4号机组AVR通道1和通道2交替出现故障报警，随即发电机保护动作报警，AVR计算机模块故障导致机组跳闸。经处理，4号机组于23:09并网。十五、太仓电厂#3发电机碳刷烧损2月23日1:17，监控系统突发#3机组“转子接地报警”，巡检发现励磁机正极碳刷环火烧红，值长立即下令紧急停机。检查发现发电机转子励磁正级16个碳刷已烧毁，励磁短轴正极集电环表面残留有大量烧熔物，正极1号导电螺钉表面轻微熔化，正极集电环两侧分流环熔断，集电环正极与励磁短轴间的绝缘套局部发热碳化。经分析认为此次碳刷烧损主要是由于碳刷环火造成，原因可能有以下三种情况：一是碳刷接触不良，长时间打火而未能及时发现，导致扩大形成环火；二是局部漏氢引起突发性着火，并最终影响了碳刷的运行工况，短时间内形成环火；三是碳刷突然碎裂，大量碎屑引起拉弧，造成碳刷烧损。在更换损坏的分流环、集电环下部的绝缘层等部件后，机组于2月28日12:44并网运行。十六、岳阳电厂#4机励磁碳刷烧损，打闸停机。3月5日19:31，#4机DCS 显示“励磁电压高”，就地检查发现：发电机端的励磁机罩内和汽机6.3米励磁变排风口冒烟严重，立即打闸停机，发电机端的励磁机罩内不再冒烟。检查损坏情况：发电机励磁端内侧集电环因过热造成表面损坏，对地（轴）绝缘只有0.1兆欧，绝缘套筒损坏；内侧10个刷盒、导电环全部损坏。十七、上安电厂 #3发电机励磁调节器故障，机组跳闸。4月11日11：52，按省中调令，3号机执行负荷由300MW降至160MW操作。当机组负荷降到260MW时，A套励磁调节器板件发生故障，备用的B套调节器未能实现自动切换，造成发电机端电压突然升高，#3厂变及脱硫变差动保护动作，机组跳闸。十八、东海拉尔发电厂#3机组由于励磁机定子磁极松动故障，被迫停运。5月24日5:08，#3发电机因定子磁极松动，转子线圈及铁芯磨损，造成运行中各瓦振动缓慢上升，紧急停机检修。 十九、南通电厂#2机组励磁调节柜跳闸输出板故障误动，机组跳闸。10月15日9:22,运行中的#2机组突然跳闸。检查发现：故障前励磁系统的V/Hz限制没有动作，也没有V/Hz反时限启动报警，而且发变组保护的两套V/Hz保护均没有动作，断定励磁调节柜的V/Hz跳闸是误动，而且是电路板元器件故障造成的误动。从通电检查情况看，现将误动的范围锁定在V/Hz跳闸输出板。二十、达拉特电厂#1发电机失磁保护动作，机组跳机。7月2日6:46，#1发电机因失磁保护动作跳闸。检查发现：由于在主励磁机激磁绕组产生一个强交流信号，导致同步回路检测的12V元件损坏，使得调节器输出角度与实际触发脚有差异，造成保护动作，机组跳闸。1#机组励磁调节器原采用法国阿尔斯通TKJ91.35模拟式励磁调节器，随着设备的老化，开始逐步出现故障，原厂阿尔斯通公司已经不生产该励磁系统。为此，北方公司安排在2008年科技项目中改用北京四方吉思公司GEC-300型励磁调节器。通过此次事故分析，初步认定为四方吉思公司GEC-300型励磁调节器不能满足#1发电机励磁方式的要求。二十一、上都电厂#1发变组励磁系统故障保护动作，机组跳闸。7月3日18:16，#1机组因“励磁系统故障”跳闸。检查原因为：#1励磁间两台空调室外机放置在励磁间外13.7米的汽机运转层，由于室外温度达到历史上最高35,汽机房环境温度高（当时约43）导致空调室外机超温频繁跳闸，励磁间温度升高，励磁系统整流桥超温跳闸。二十二、太仓电厂因暴雨导致励磁调节器控制柜进水，#3机组跳闸。8月2日16:50，因暴雨导致#3机汽机房A排雨水管接头及穿顶管区域大量漏水，雨水落至汽机运转平台，经地面格栅流入6.9米层，造成#3机励磁小室屋顶漏水，励磁调节器控制柜进水，#3机组跳闸。二十三、杨柳青电厂 #7发电机定子接地保护动作，机组跳闸。8月15日14:15，#7发电机励磁变温控器控制板故障烧毁，引起系统绝缘低，接地保护动作，机组主开关跳闸，厂用电6kV A、B工作分支开关跳闸。因励磁变控制板内温度信号输出回路串入交流电并接地，而该回路接入发变组保护A柜非电量保护，直流系统出现异常冲击，快切装置电源插件故障损坏，致使备用分支开关未自投，#7机组定子接地保护动作跳闸。经处理，机组于8月16日14:57并网。二十五、首阳山电厂励磁调节器特试验中造成发电机失磁分析报告1、停机前运行方式：#3机组有功250MW，无功20MVAR；发电机出口电压20KV，发电机励磁系统自动运行方式，手动励磁备用；#3高厂变带6KV3A，3B段运行，#02启动变备用。2、事件经过：#3发电机励磁调节器在2007年11月1日11月17日机组C级检修中进行更换，由原河南省电力科学院生产的非线性励磁调节器更换为上海发电设备成套设计研究院生产的UNITROLF励磁调节器。根据国家标准和河南省电网公司要求，在改造后在机组启动时必须进行励磁系统参数测试和PSS试验，经河南省网公司同意我们厂将该试验委托中国电力科学院进行。11月17日12：18根据3机启动方案，进行#3机励磁调节器空载试验。2007年11月17日21点37分#3发电机并网，在#3发电机带初始负荷后（小负荷下），进行无功阶跃试验（阶跃量为电压给定值的2%）、励磁电流限制试验、定子电流限制试验）。2007年11月18日10点30分开始，发电机负荷在250MW，进行PSS试验， 1通道全部试验已进行完毕后将1通道试验数据全部拷入2通道后，12：15分59秒在进行2通道投入PSS，+2%阶跃试验时，自动励磁调节器输出开关Q02跳闸，造成发电机失磁，发电机失磁保护动作，发电机跳闸。13：35#3机参数合格，#3机开始冲转。13：45#3机定速，#3发电机自动零起升压正常，自动并网。3、 原因分析事情发生后，我们与大唐河南省分公司宋红旭高级主管及厂家技术人员一起进行分析，原因如下：根据录波中的曲线分析在II通道励磁装置阶跃后，电压电流一直在向上接近2S中左右，励磁电流最大达到374A，由于有一段平的，估计是录波限幅的原因，所以实际电流已达到400A左右，在这一个过程中励磁电流限制器并没有动作。从故障记录看0062的这个时间段是当时的故障记录，这里二通道故障发生在记录里14的位置，发出过流故障，（电流大于2.3倍励磁电流后报故障切换通道），在切换到一通道后由于跨接器已动作，所以一通道判断过电压故障（一通道故障记录第9条），这里是跳开灭磁开关。同时在二通道的故障记录里13条记录了备用通道跳闸，时间是0062：14：28.04。再看到故障记录8，user event 1这个记录的是外部跳闸信号。此时应该是外部失磁保护信号发出的跳闸信号过来的，这时的时间是0062.16.52.70两者相差2分钟左右，基本与当时的情况相符。在做二通道PSS投入试验时，厂家调试人员在断开PSS输出的时候，正常应该将6918改为12501置零，在修改的时候参数修改错误，改为类似的10110无功信号，这样等于在Uc（控制电压）的叠加点上加入了一个正反馈的信号，使励磁持续增加输出直到跨接器动作,跳开励磁调节器输出开关。二十六、华豫电厂“410”2机非计划停运分析报告1、事件经过1）2机跳闸时的情况4月10日6时22分，2机带负荷200MW，出光字牌“2发变组出口跳闸”、“#2机电气预报警”、“#2机电气事故报警”，DCS出“GEN EXCT FLT（发电机励磁系统故障）”报警，厂用电快切动作正常，检查2发变组保A柜“励磁系统故障”动作灯亮，发变组保护出口跳闸。6时24分，电气值班员就地检查2发电机励磁小间整流辅助柜冒烟，将2机励磁交、直流电源停电。现场检查辅助柜内冷却风扇第一路电源开关MCB11跳闸，励磁系统跳闸出口继电器TR1、TR2动作。2）#2机跳闸后检查处理情况（1）现场检查情况事后检修人员赶赴现场做进一步检查，发现#2发电机整流辅助柜冷却风扇电气回路元件烧损了2只，分别是控制励磁整流器第一路冷却风扇的接触器88R和励磁整流器第二路冷却风扇电源电压监视继电器27S，这2只继电器烧损的比较严重，同时控制励磁整流器第一路冷却风扇的接触器88R上的接