熱電廠發電機組甩負荷事故分析
發布時間：2011-09-30 共1頁
1 事故經過
1.1 事故發生
2002-04-26夜，某熱電廠2臺35 t/h爐、2臺抽凝機組運行，其中，1號機純凝帶3.5 MW電負荷，2號機抽凝帶4.5 MW電負荷、16 t/h汽負荷運行。約03:00，天氣惡劣，風雨雷鳴。電氣控制室“35 kV母線接地”信號繼電器掉牌，警鈴響，運行人員手動復歸該信號繼電器，未成。20 s后，2臺機組甩負荷至帶廠用電(約1 000 kW) 運行，汽輪機轉速迅速上升至3 160 r/min，發電機出口過電壓(電壓表滿偏)、374線路保護過流Ⅲ段“定時方向過流3XJ”信號繼電器掉牌，374開關未動作。而對側374開關方向速切保護(整定時間0 s)動作，開關跳閘，約50 s后，檢無壓，重合成功。
1.2 事故處理
(1) 機組甩負荷后電氣運行人員分別用磁場變阻器降1，2號發電機電壓，電壓不下降。甩負荷約50 s后，運行人員拉開374開關，同時發現
1，2號主變高壓側開關301，302跳閘，備用廠變自投成功，1，2號主變低周、低壓二級解列保護信號繼電器掉牌，1，2號發電機出口電壓迅速下降至8～9 kV，調整磁場變阻器升電壓至額定值。 運行人員發現1，2號機“主汽門關閉”光字牌亮，拉開1號發電機開關101。又發現2號發電機開關102紅綠燈無指示，滅磁開關MK綠燈亮，“MK聯跳”(汽機保護聯跳發電機開關)信號繼電器掉牌。
(2) 汽機運行人員分別手搖同步器降汽輪機轉速，但轉速仍然上升，當轉速升至3 260 r/min時，2臺機危急保安器相繼動作。機組全部解列。 (3) 機組重新定速，并網發電，投減溫減壓供汽。
2 事故分析
雷雨大風引起374線路單項接地，20 s后轉為兩相接地短路或兩相不接地短路(見圖1)，對側374開關速切保護動作跳閘，電廠側374線路保護應有過流Ⅰ、Ⅱ段保護動作，但未動作，過流Ⅲ段保護動作后，374開關應跳閘，但未跳閘。當電廠側374開關拉開，對側374線路保護重合閘檢無壓，重合成功。
2號機甩負荷后，沒有自動裝置自動切除調壓器，運行人員也未能及時切除調壓器而手搖同步器降轉速，由于汽機調速系統的特性：當甩負荷后機組轉速升高，脈沖油壓升高，調節汽閥、旋轉隔板迅速關小，導致抽汽口壓力迅速下降，二次脈沖油壓下降，調節汽閥開大，轉速又上升。所以，運行人員手搖同步器并不能降轉速，反而發現在操作過程中轉速繼續上升，直至危急保安器動作。
汽輪機危急保安器動作后，其主汽門關閉，汽輪機失去動力源，發電機開關未跳閘，繼續帶廠用電負荷運行，在沒有動力源又有較大阻力的情況下，機組轉速迅速下降。同時，機 組甩負荷后，兩臺機組通過101，301，300，302，102開關并列運行，2號機組轉速上升，拉動1號機組轉速上升。由于2臺機組不可能同時人為控制轉速升降，運行人員幾乎不可能將機組轉速穩定在額定值。
機組甩負荷過電壓后，電氣運行人員未用調速開關降轉速，僅用磁場變阻器降電壓。用磁場變阻器可以降電壓，但不能降轉速，過電壓是由超速引起的。而發電機出口電壓隨轉速同時升高，在轉速超過額定值較多時，用磁場變阻器降電壓并不明顯，只有通過降轉速才能可靠地降電壓。
由于運行人員已用磁場變阻器降低了電壓，當轉速下降至額定值時，未及時調高電壓，導致低電壓保護動作，跳主變高壓側開關301，302。后經查，2號機重新定速過程中，熱工保護動作跳102開關，其聲光信號均正常。
3 防范措施
(1) 電廠側線路保護、374開關動作有異常，需檢查。
(2) 電氣運行人員在機組甩負荷后，應按規程先拉開主變高壓側開關，使2臺機組分列運行，以便于控制轉速。為減少事故狀態下運行操作，可以設計保護當374開關事故跳閘時聯跳301或302開關，自動分列2臺機組。
(3) 為 克服汽機事故狀態下的調速特性，運行人員在機組甩負荷后應先切除調壓器。當機組甩負荷時，在保護上，由電氣信號啟動汽機油系統電磁閥切除調壓器。
(4) 在運行規程上明確當機組超速時電氣、汽機運行人員要分別操作調速開關、同步器降轉速。在電氣控制室增裝轉速表，以方便電氣運行人員準確掌握汽機轉速。正常運行時同步器插銷未拉出，由電氣調速，拔出插銷可手搖同步器操作，此時電氣運行人員仍可操作調速開關，但不改變轉速，所以電氣運行人員通過調速開關操作同步器與汽機運行人員直接手動操作同步器沒有矛盾。只有當過電壓影響安全時(具體明確轉速超過多少且仍不下降和主汽門關閉時)，電氣運行人員才可以用磁場變阻器降電壓。
(5) 為避免事故狀態下人的思維因緊張而不清晰，可以編制詳細的事故處理規程公布在主控室，事故時運行人員按規程處理。
4 結束語
機組甩負荷超速的事故處理原則，既要盡快降轉速，保護設備安全，也要努力使機組繼續運行，保證廠用電不中斷，最終保護設備安全，只有在超速影響機組安全時才可以立即停機。
事故時運行人員應冷靜，按事故處理規程操作，處理過程中出現新的問題或矛盾時按事故處理原則執行。完善自動保護措施是快速、正確處理事故的有效手段。
1.1 事故發生
2002-04-26夜，某熱電廠2臺35 t/h爐、2臺抽凝機組運行，其中，1號機純凝帶3.5 MW電負荷，2號機抽凝帶4.5 MW電負荷、16 t/h汽負荷運行。約03:00，天氣惡劣，風雨雷鳴。電氣控制室“35 kV母線接地”信號繼電器掉牌，警鈴響，運行人員手動復歸該信號繼電器，未成。20 s后，2臺機組甩負荷至帶廠用電(約1 000 kW) 運行，汽輪機轉速迅速上升至3 160 r/min，發電機出口過電壓(電壓表滿偏)、374線路保護過流Ⅲ段“定時方向過流3XJ”信號繼電器掉牌，374開關未動作。而對側374開關方向速切保護(整定時間0 s)動作，開關跳閘，約50 s后，檢無壓，重合成功。
1.2 事故處理
(1) 機組甩負荷后電氣運行人員分別用磁場變阻器降1，2號發電機電壓，電壓不下降。甩負荷約50 s后，運行人員拉開374開關，同時發現
1，2號主變高壓側開關301，302跳閘，備用廠變自投成功，1，2號主變低周、低壓二級解列保護信號繼電器掉牌，1，2號發電機出口電壓迅速下降至8～9 kV，調整磁場變阻器升電壓至額定值。 運行人員發現1，2號機“主汽門關閉”光字牌亮，拉開1號發電機開關101。又發現2號發電機開關102紅綠燈無指示，滅磁開關MK綠燈亮，“MK聯跳”(汽機保護聯跳發電機開關)信號繼電器掉牌。
(2) 汽機運行人員分別手搖同步器降汽輪機轉速，但轉速仍然上升，當轉速升至3 260 r/min時，2臺機危急保安器相繼動作。機組全部解列。 (3) 機組重新定速，并網發電，投減溫減壓供汽。
2 事故分析
雷雨大風引起374線路單項接地，20 s后轉為兩相接地短路或兩相不接地短路(見圖1)，對側374開關速切保護動作跳閘，電廠側374線路保護應有過流Ⅰ、Ⅱ段保護動作，但未動作，過流Ⅲ段保護動作后，374開關應跳閘，但未跳閘。當電廠側374開關拉開，對側374線路保護重合閘檢無壓，重合成功。
2號機甩負荷后，沒有自動裝置自動切除調壓器，運行人員也未能及時切除調壓器而手搖同步器降轉速，由于汽機調速系統的特性：當甩負荷后機組轉速升高，脈沖油壓升高，調節汽閥、旋轉隔板迅速關小，導致抽汽口壓力迅速下降，二次脈沖油壓下降，調節汽閥開大，轉速又上升。所以，運行人員手搖同步器并不能降轉速，反而發現在操作過程中轉速繼續上升，直至危急保安器動作。
汽輪機危急保安器動作后，其主汽門關閉，汽輪機失去動力源，發電機開關未跳閘，繼續帶廠用電負荷運行，在沒有動力源又有較大阻力的情況下，機組轉速迅速下降。同時，機 組甩負荷后，兩臺機組通過101，301，300，302，102開關并列運行，2號機組轉速上升，拉動1號機組轉速上升。由于2臺機組不可能同時人為控制轉速升降，運行人員幾乎不可能將機組轉速穩定在額定值。
機組甩負荷過電壓后，電氣運行人員未用調速開關降轉速，僅用磁場變阻器降電壓。用磁場變阻器可以降電壓，但不能降轉速，過電壓是由超速引起的。而發電機出口電壓隨轉速同時升高，在轉速超過額定值較多時，用磁場變阻器降電壓并不明顯，只有通過降轉速才能可靠地降電壓。
由于運行人員已用磁場變阻器降低了電壓，當轉速下降至額定值時，未及時調高電壓，導致低電壓保護動作，跳主變高壓側開關301，302。后經查，2號機重新定速過程中，熱工保護動作跳102開關，其聲光信號均正常。
3 防范措施
(1) 電廠側線路保護、374開關動作有異常，需檢查。
(2) 電氣運行人員在機組甩負荷后，應按規程先拉開主變高壓側開關，使2臺機組分列運行，以便于控制轉速。為減少事故狀態下運行操作，可以設計保護當374開關事故跳閘時聯跳301或302開關，自動分列2臺機組。
(3) 為 克服汽機事故狀態下的調速特性，運行人員在機組甩負荷后應先切除調壓器。當機組甩負荷時，在保護上，由電氣信號啟動汽機油系統電磁閥切除調壓器。
(4) 在運行規程上明確當機組超速時電氣、汽機運行人員要分別操作調速開關、同步器降轉速。在電氣控制室增裝轉速表，以方便電氣運行人員準確掌握汽機轉速。正常運行時同步器插銷未拉出，由電氣調速，拔出插銷可手搖同步器操作，此時電氣運行人員仍可操作調速開關，但不改變轉速，所以電氣運行人員通過調速開關操作同步器與汽機運行人員直接手動操作同步器沒有矛盾。只有當過電壓影響安全時(具體明確轉速超過多少且仍不下降和主汽門關閉時)，電氣運行人員才可以用磁場變阻器降電壓。
(5) 為避免事故狀態下人的思維因緊張而不清晰，可以編制詳細的事故處理規程公布在主控室，事故時運行人員按規程處理。
4 結束語
機組甩負荷超速的事故處理原則，既要盡快降轉速，保護設備安全，也要努力使機組繼續運行，保證廠用電不中斷，最終保護設備安全，只有在超速影響機組安全時才可以立即停機。
事故時運行人員應冷靜，按事故處理規程操作，處理過程中出現新的問題或矛盾時按事故處理原則執行。完善自動保護措施是快速、正確處理事故的有效手段。
