安全知识 KNOWLEDGE

电气事故

KNOWLEDGE

对侧变电站母线故障,出线解列全厂停电

【事故经过】
    某热电厂11、12号机组为哈汽生产的三缸、两排抽汽式汽轮机,型号为CC140/N200-130/535/535。厂区内配升压站,两台机组共用两条母线出线。2002年12月11日,由于对侧变电站220kV母线故障,造成邯来III、IV解列,但机组主开关未断开,DEH系统切至手动方式,控制系统仍按照机组在网上运行进行调整,机组转速不断下降,造成#11、#12发变组保护“过激磁”反时限部分动作,机组解列灭磁,全厂停电。
    【原因分析】
    1、从12.11事件分析,在线路故障后机组负荷无法向外输送,而控制系统仍按机组在电网上运行来对机组进行控制,造成系统控制紊乱(两台机组同时带厂用电,相互扰动,对负荷的调节不同步),最终不能使机组带厂用电运行。因此,机组能够准确判断出线路故障,并将主开关断开,顺利切换至单元机组各自带厂用电运行是问题的关键。
    2、从现有的电网结构来看,频率达到50.8Hz几乎是不可能的。由此可以判断,当主开关未断开,而机组转速达到3050rpm时,线路(厂界外)肯定出现故障。此时,机组就可以主动将主开关断开,使单元机组各自带带厂用电运行。
    3、在机组切换至厂用电运行方式时,机组负荷将迅速减少,为了使锅炉也能够响应此方式而不使再热器过度超温、安全门长期打开等情况产生,锅炉能够稳定燃烧,可以将锅炉跳闸。此时汽轮机利用锅炉蓄热带厂用电,运行人员可根据实际情况重新点火、投油、投粉,使机组带厂用电稳定运行。
    4、对于发变组保护,由于在基建过程中电气保护和电液调节系统没有顺畅的接口,发变组保护的出口只能作用于机组停运,这不利于机组的安全、稳定运行。DEH系统改造后通过将发变组保护分类,保护出口分别作用于机组停运或锅炉灭火,可使得机组在不同的故障状态下采取不同的措施,有利于机组快速恢复运行。
    【防范措施】
    1、电网故障超速的判断及动作出口
    在DEH系统内完成,当并网信号和转速超过3050rpm同时存在时,即可判断为“电网故障超速”。该信号在DEH系统内增加历史追忆点,同时上光字牌报警。
    “电网故障超速”信号通过发变组保护跳主开关。为了保证保护正确动作,并网信号和转速信号进行三取二处理。同时,DEH的输出继电器接点可串接,继电器线圈采用相反的动作方式(接点在动作前均断开,线圈一个带电,一个不带电)。
    同时保证在机组负荷突变30%时机组能够切至阀位方式,运行人员可以手动设定阀位给定值。
    2、改进、完善热工保护与发变组保护之间的联系
    (1)发电机内部故障
    “发电机内部故障”作用于全停和程序跳闸两个电气保护出口。同时,“发电机内部故障”信号送热工保护系统,使汽机跳闸、锅炉灭火。其中出口方式为全停的电气保护有:发电机差动、主变差动、发变组差动、厂变差动、发电机定子匝间保护、发电机转子两点接地保护、3U0发电机定子接地保护、主变重瓦斯、高厂变重瓦斯。
    出口方式为程序跳闸的有:对称过负荷反时限、反时限负序过流保护、发电机失磁t1保护。 “发电机内部故障”信号送至ETS柜,在柜内的所有接线及信号去向均保持不变。
    (2)发电机甩负荷
    “发电机甩负荷”作用于解列灭磁和解列两个电气保护出口。同时,“发电机甩负荷”信号送热工保护系统。此前,“发电机甩负荷”与“发电机内部故障”一样均作用于汽机跳闸、锅炉灭火。但发电机甩负荷信号代表的是发电机不很严重的故障,可能是由外部原因引起,可以通过检查并在排除故障后重新并网,此时汽轮机可以在3000rpm状态下运行。因此,“发电机甩负荷”不作用于汽机跳闸,只需使锅炉灭火。锅炉灭火是为了使机组更容易控制,当机组脱网时,汽轮机的负荷迅速减少,锅炉在燃烧状态下很难控制。锅炉灭火后利用其蓄能保持汽轮机的转速,反而有利于机组快速恢复运行。
    其中出口方式为解列灭磁的电气保护有:发电机程序逆功率、励磁机反时限过负荷、发电机过激磁保护、主变高压侧阻抗保护、主变零序电压保护、主变零序电流保护、高厂变复合电压过流保护、主变间隙零序电流保护、断水保护、汽机跳闸。此外增加发电机逆功率T2下100″ 解列灭磁,因为发电机逆功率用于保护汽轮机,当主汽门误关闭或机组保护动作于关主汽门关闭,而出口断路器拒动时,发电机将变为电动机运行,从系统吸收有功功率,此时由于鼓风损失,汽机尾部叶片可能过热,造成汽轮机损坏。原出口方式:T1 1.5″发信,T2 100″ 解列。但此时解列后,由于发电机未灭磁,汽轮机仍未进汽,将变为转子带厂用电惰走发电,频率越来越低,严重威胁发电机、变压器及厂用电设备,此时V/f升高可能会使“过激磁”动作于解列灭磁,但时间过长。因此,决定出口方式改为:T1  1.5″发信,T2 100″ 解列灭磁。出口方式为解列的有:高压侧断路器非全相保护、主变冷却器全停。此外,将新增加的“电网故障超速”信号作为解列的一个信号。这是因为当“电网故障超速”信号出现时,意味着机组脱网(指厂界外电网)运行,但此时主开关未断开,DEH控制系统仍按照机组在电网上运行,以功率控制方式进行调节,两台机组均带厂用电运行,互相干扰最终造成控制的紊乱,从而重复12.11事件。将“电网故障超速”信号作为解列的一个信号,使该机组主开关断开,DEH控制系统将以转速控制方式各带本机的厂用电运行,避免控制系统的紊乱。
    “发电机甩负荷”信号送至ETS柜,在柜内按以下原理进行改进:从ETS柜内扩展的“发电机甩负荷”信号送FSSS系统跳炉。此信号与“水位高”、“炉压低”等主保护信号在FSSS系统中的作用一致(包括硬件接线与软件组态的结构)。该信号纳入首跳记忆,在锅炉灭火时能分别出首跳原因。增加硬件投切开关和软件的投切按钮,操作画面作相应的修改。
    同时,保证DEH系统内有并网信号存在时才启动FCB功能,无并网信号时不启动FCB功能。这样既能保证当锅炉灭火时,机组能够快减负荷,保证机组不脱网,同时又能保证当发电机甩负荷时机组带厂用电运行。
    (3)失磁T0保护
    将失磁T0保护从发电机失磁保护中分出来,保护的出口方式变更为: ①厂用电切换;②锅炉灭火并通过FCB快减负荷到5--80MW,以避免发电机吸收无功引起定子电流超过额定电流,但是如果励磁电流不能在10分钟恢复,则应由运行人员手动停机。
     “失磁T0保护”信号直接送FSSS系统跳炉,该信号在FSSS系统里的组态和接线方式与“发电机甩负荷”一致。在原设计中,失磁T0保护出口为厂用电切换并快减负荷,现在将失磁T0保护从发电机失磁保护中分出来并作用于灭火是因为将“失磁T0保护” 单独分出来,可以快速查找锅炉灭火的原因,同时通过锅炉灭火利用FCB功能快减负荷比之其它方式运行更有利于机组的快速恢复。
    3、为了保证在主开关断开后,机组能够更平稳的进行处理,在DCS内增加以下功能:主开关断开联关三抽、采暖抽汽逆止门。
    4、所有增加、修改的输入、输出点均在事故追忆系统和SOE系统做相应的修改和完善,以方便查询历史记录。