飛來(lái)峽電廠(chǎng)裝有4臺(tái)從奧地利進(jìn)口的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量為35 MW，于1999年投入運(yùn)行。其中3號(hào)機(jī)組投產(chǎn)后多次出現(xiàn)事故停機(jī)并由機(jī)組控制系統(tǒng)下位機(jī)的安全組件發(fā)出"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)。
1 幾次事故經(jīng)過(guò)
(1) 2000-03-29，2號(hào)及3號(hào)機(jī)組運(yùn)行，中控樓配電室兩路400 V進(jìn)線(xiàn)電源開(kāi)關(guān)跳閘，同時(shí)4臺(tái)機(jī)組交流輔助動(dòng)力電源也發(fā)生瞬時(shí)消失現(xiàn)象。操作員站出現(xiàn)直流系統(tǒng)異常報(bào)警，接著3號(hào)機(jī)出現(xiàn)"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)，3號(hào)機(jī)事故停機(jī)，2號(hào)機(jī)組正常運(yùn)行。
(2) 2000-05-19，為改變10 kV廠(chǎng)用電運(yùn)行方式而進(jìn)行倒閘操作。在操作過(guò)程中，操作員站出現(xiàn)直流系統(tǒng)電源故障報(bào)警信號(hào)，接著3號(hào)機(jī)出現(xiàn)"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)，3號(hào)機(jī)事故停機(jī)。
(3) 2000-05-26，由于雷擊造成400 V廠(chǎng)用電系統(tǒng)Ⅰ段電源瞬時(shí)消失，3號(hào)機(jī)輔助電源由Ⅰ段自動(dòng)轉(zhuǎn)換至Ⅱ段，中控室配電屏電源由原來(lái)分段運(yùn)行轉(zhuǎn)換為Ⅱ段帶Ⅰ段運(yùn)行，接著出現(xiàn)3號(hào)機(jī)"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)，機(jī)組停機(jī)，信號(hào)立即消失后再次出現(xiàn)，此后信號(hào)未消失且不能復(fù)歸，同時(shí)出現(xiàn)"DCSⅡ段母線(xiàn)電壓異常"，且此信號(hào)反復(fù)出現(xiàn)，經(jīng)檢查直流系統(tǒng)2號(hào)充電機(jī)已經(jīng)停止運(yùn)行，1號(hào)充電機(jī)未投入，由蓄電池供直流負(fù)荷運(yùn)行，直流母線(xiàn)電壓降至205 V左右。
(4) 2000-05-27，3號(hào)機(jī)在停機(jī)狀態(tài)下又出現(xiàn)"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)充電機(jī)均停止運(yùn)行，直流電壓下降至200 V左右。經(jīng)退出2號(hào)充電機(jī)，投入1號(hào)充電機(jī)運(yùn)行后，直流電壓恢復(fù)正常，跳閘信號(hào)自動(dòng)消失。
2 事故跳閘原因分析
2.1 引發(fā)"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)的主要原因
由機(jī)組安全系統(tǒng)跳閘電路圖可知，引起3號(hào)機(jī)出現(xiàn)"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)的主要原因有：
(1) 電氣保護(hù)跳閘；
(2) 機(jī)械保護(hù)跳閘；
(3) AM組件模塊本身故障，包括硬件和軟件故障(由看門(mén)狗監(jiān)視)；
(4) 繼電器＋GA01-K 0091、K 0092、K 0093、K 0094、K 0095本身故障(接點(diǎn)粘住或動(dòng)作不可靠等)；
(5) 組件的工作電源或控制回路的直流電壓不正常；
(6) 進(jìn)入組件的輸入回路的光隔元件故障。
2.2 事故跳閘原因分析
為了查明事故跳閘的真實(shí)原因，對(duì)上述跳閘情況分析如下：
(1) 機(jī)組跳閘前，在保護(hù)屏、就地觸摸屏、操作員站上均未出現(xiàn)跳閘信號(hào)，跳閘后檢查也未發(fā)現(xiàn)異常情況，故可排除電氣和機(jī)械保護(hù)動(dòng)作跳閘。
(2) 機(jī)組跳閘后，在"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)未消失前，對(duì)AM組件進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)監(jiān)控電路和模塊監(jiān)視回路報(bào)警信號(hào)。故可排除因AM組件模塊本身監(jiān)視回路故障而引起機(jī)組跳閘。
(3) 機(jī)組跳閘后，對(duì)繼電器＋GA01-K 0091、K 0092、K 0093、K 0094以及K 0095進(jìn)行校驗(yàn)，均工作正常，故排除由于繼電器工作不可靠的原因引起機(jī)組跳閘。
(4) 幾次跳閘均發(fā)生在廠(chǎng)用電運(yùn)行方式改變后。由于運(yùn)行方式改變后機(jī)組交流輔助電源均自動(dòng)切換，且其切換時(shí)間很短(2 s)，不會(huì)造成輔助交流電源消失現(xiàn)象。而中控樓的交流電源切換時(shí)間較長(zhǎng)或未切換(備用電源自投不能可靠動(dòng)作)，則中控樓交流電源失電時(shí)間較長(zhǎng)，造成直流系統(tǒng)充電機(jī)交流電源消失，充電機(jī)停止運(yùn)行，改由蓄電池帶直流負(fù)荷，此時(shí)直流電壓會(huì)逐漸降低，但未出現(xiàn)直流電壓低報(bào)警(報(bào)警值198 V)，直流電壓在正常范圍內(nèi)。
(5) 為檢驗(yàn)3號(hào)機(jī)組是否會(huì)在直流電壓降低后出現(xiàn)"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)，對(duì)3號(hào)機(jī)旁屏的三路直流電源(分別用于SK、AM 組件，控制電源和保護(hù)回路電源)進(jìn)行降壓檢查，發(fā)現(xiàn)保護(hù)回路直流電源在直流電壓降至206 V時(shí)出現(xiàn)"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)電壓降至206 V時(shí)，雖然出現(xiàn)"安全系統(tǒng)故障跳閘"信號(hào)，但繼電器+GA 01-K 0091、K 0092、K 0093、K 0094以及K 0095的狀態(tài)均與機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)相同，故初步確定出現(xiàn)信號(hào)的原因可能是＋GA01-AF09板有問(wèn)題。在更換＋GA01-AF09板后，再次降低直流電壓至200 V，未出現(xiàn)安全系統(tǒng)跳閘信號(hào)。故確認(rèn)機(jī)組幾次跳閘是報(bào)警和跳閘輸入板＋GA01-AF09性能不可靠引起的，即用于模塊開(kāi)關(guān)量輸入回路的光隔在直流電壓降低后不可靠動(dòng)作而引起跳閘信號(hào)出現(xiàn)。
(6) 為何直流系統(tǒng)電壓下降如此快？在直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，由于充電機(jī)在浮充狀態(tài)，輸出直流電壓為240 V左右，故降壓硅堆投入。而在充電機(jī)停止運(yùn)行后，一旦硅堆不能退出，則蓄電池電壓經(jīng)2組硅堆(14 V)降壓后，很快降至206 V。幾次跳閘也證實(shí)了由于在直流充電機(jī)停止運(yùn)行后，蓄電池組本身電壓在220 V左右，而降壓硅堆不能退出從而導(dǎo)致直流母線(xiàn)電壓降低。
(7) 直流充電機(jī)受到?jīng)_擊容易造成死機(jī)。
3 防止事故跳閘措施
(1) 定期對(duì)模塊工作特性進(jìn)行檢驗(yàn)。
(2) 完善直流系統(tǒng)，提高直流系統(tǒng)的可靠性。提高充電機(jī)和自動(dòng)調(diào)壓裝置的可靠性。
(3) 完善和提高備用自投的正確動(dòng)作率，提高其可靠性。
(4) 在目前情況下，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)直流系統(tǒng)的監(jiān)視和維護(hù)，尤其是在倒換廠(chǎng)用電時(shí)應(yīng)及時(shí)重點(diǎn)檢查直流系統(tǒng)交流電源動(dòng)作情況、直流充電機(jī)工作情況及蓄電池和自動(dòng)調(diào)壓裝置工作情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理，避免直流電壓下降過(guò)快、過(guò)大；如果自動(dòng)調(diào)壓裝置失靈，應(yīng)及時(shí)采用手動(dòng)調(diào)壓維持直流電壓正常，并盡快消除缺陷。
作者單位：飛來(lái)峽水利樞紐管理局
摘自《電力安全生產(chǎn)》2004.1
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