关于电厂#2机因励磁开关误跳闸停机事故调查报告

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法律顾问：张友全 律师

正文：

一、    设备概述

主设备规范：发电机型号THDF115/67、额定容量为660MW、定子额定电压21KV、定子额定电流21.032KA、转子额定电压425V、转子额定电流5375A、功率因数0.9、频率50Hz、水-氢-氢冷却（定子绕组水冷，定子铁心和转子氢冷）、双星形接线。西门子公司制造厂，2001年7月投产日期，尚未进行过大修。

二、事故前工况

20##年2月17日9时0分，#2机组A、B汽泵、A、B引、送风机、一次风机、A、B、D、E磨煤机运行，电泵备用，负荷360MW，无功59MVar，发电机电压21KV，电流10KA，励磁电压213V，电流3033A，协调方式。

三、事故发生、扩大和处理情况

9时58分，负荷突然由360MW降到0，查为低励保护动作，现象与2月13日、2月14日掉机相同。机组跳闸后厂用电切换正常。立即开启电泵向锅炉上水，同时由专业技术人员、保护班人员会同河北电研所技术人员在上两次跳机（2月13日、14日）原因分析的基础上，结合本次跳机的有关保护动作情况做进一步的分析和较全面的试验，对重点怀疑的励磁装置中的光电耦合回路进行了改进，报调度，于18时27分并网。并网后机组运行正常，发电机励磁系统运行正常。

分析及处理过程：

（1）查励磁调节器及DCS报警信息，同前两次情况相同。

（2）分析外接录波器的录波图，发现低励保护动作出口前2秒，励磁电流消失，在励磁电流消失前200毫秒，发变组保护跳励磁回路中的直流电压出现了一个小的干扰信号。分析认为就是这个小的干扰信号导致了误发灭磁信号。

（3）发现直流系统有正接地，把#1机和#2机直流系统解列，发现为#1机直流正接地，#2机直流系统没有发生接地，约3小时后直流接地自动消失。

（4）恢复正常后，分别在发变组保护跳励磁直流回路、#2机直流回路及#1机直流回路分别模拟接地，发现#1机直流正接地也可以产生非常类似引起机组跳闸的干扰信号。由于光耦的动作电流设计太低，如果直流正接地就有可能存在流过光耦的充电电流，引起光耦误动。因此基本断定为#1机组直流正接地引起光耦误动是造成发电机失磁跳闸的原因。

（5）为了防止光耦受外来干扰而误动，通过对在此光耦回路串电阻、将光耦更换为继电器等各种方案进行试验比较，最后确定的解决方案是把光耦进行完全的电隔离，从发变组保护柜用两对出口接点K6、K10分别接在光耦两端，把光耦悬空，使正常情况下光耦的两端不带任何电压，这样直流系统的波动或接地等干扰信号就不会窜入光耦回路而引起光耦动作。

四、事故及扩大原因：

（1）#2机组跳闸是由于发电机正常运行中突然完全失去励磁，导致机组深度进相运行，并最终由发电机失磁保护动作跳闸。从故障录波的数据分析，机组跳闸原因为发电机失磁，事故过程中继电保护动作行为完全正确。

（2）由于机组停运过程中DCS及励磁调节器报警记录较少、且在数百毫秒范围内事件数据排序并不很准确，给事故分析带来一定难度，但是在“2.13”事故后的分析会上已经认识到导致发电机正常运行中完全失磁的原因是曾经接收到外部灭磁命令。“2.14”事故中励磁调节器报警显示曾经接收到两次发电机保护灭磁命令，经分析排除了发电机保护误动的可能性，对可能导致误发灭磁命令的光耦元件、控制电缆、保护出口继电器、励磁调节器板件等进行了检查和更换，但具体的真实的原因未能确定，为此外接了录波设备对机组重要电气量（定子电流、励磁变电流和两个外部跳闸命令接口）进行记录。“2.17”事故后从外接录波设备所记录的数据显示，对应第一次误发的外部灭磁命令，直流系统曾出现异常情况（后确认为#1机组直流系统正极接地故障），经分析是励磁调节器的外部灭磁命令接口光耦元件一端接于直流负极、另一端接长度为60米的电缆芯线，在#1机组直流系统（#1、#2机组直流存在连通关系）正极接地时，光耦中流过电缆芯线对地电容的充电电流而误动作，进而导致机组失磁跳闸。

在对光耦进行深入的试验研究，光耦质量没有问题，但是由于光耦门坎电压较低，用于励磁调节器外部灭磁接口，当直流正极接地阻值在一定范围内时，将使光耦动作，发电机励磁系统启动灭磁程序。所以认为，跳闸的根本原因，是SIEMENS设计的励磁调节器的外部灭磁命令接口回路存在缺陷，由于设备选型不当，其接口光耦在直流系统正极接地时流过充电电流而误动，励磁调节器本身又没有防止此类误动的措施，使得励磁系统可能在直流接地情况下误启动灭磁程序导致发电机失磁。

（3）2月18日和19日上午，直流系统接地告警频繁，被外接录波设备记录下的有三次，均为直流系统正极直接接地。经组织查找和试验验证， #1机组大修中，在除尘段进行改造配套电气设备的安装、调试时，外委施工人员未及时清理二次回路的多余接线，使一裸带直流正电的一端露芯线搭放在柜体上似接非接，造成直流接地现象。所以，机组跳闸的外部诱因，是#1机组除尘段发生短暂的直流系统正接地，#2机组励磁系统外部灭磁命令的接口光耦随之出现误动，励磁调节器启动灭磁程序，进而发电机失磁跳闸。

五、事故损失情况

少发电量296.92万Kwh；设备没有损坏；无直接经济损失。

六、事故暴露问题：

（1）SIEMENS设计的励磁调节器的外部灭磁命令接口回路存在缺陷，由于设备选型不当，其接口光耦在直流系统正极接地时流过充电电流而误动，励磁调节器本身又没有防止此类误动的措施。

（2）光耦门坎电压低，抗干扰能力差。

（3）外委施工人员二次回路布线不规范。

七、反事故整改措施

（1）在光耦启动回路加一对发变组保护出口接点再进行负电隔离，使光耦正常情况下不带电，这样直流接地时就不会形成回路。通过对发变组保护出口接点录波，其出口接点同时性好，发变组跳灭磁也没有增加任何延时。在2月19日#2机组外接的8846录波器两次感受到直流系统接地信号，但光耦的两端不再有任何干扰信号，可以说明采取的措施有效。

（2）#1机组接线和#2机组相同，在这次大修期间改为和#2机相同的接线以防止直流接地引起发电机失磁。

(3)加强直流回路的监督和管理。

八、事故责任分析和对事故责任者的处理意见：

根据调查分析的事故原因，责任应属西门子公司，且已经发函件至西门子公司。

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