廈門(mén)嵩嶼電廠(chǎng)一期工程安裝2臺300 MW燃煤發(fā)電機組，采用發(fā)電機--變壓器單元接線(xiàn)方式，主變高壓側220 kV開(kāi)關(guān)為SF6開(kāi)關(guān)全封閉組合電器(GIS)，由法國阿爾斯通公司生產(chǎn)。發(fā)電機--變壓器組保護采用南京自動(dòng)化設備廠(chǎng)生產(chǎn)的集成電路保護。發(fā)電機組熱工數字式電液控制系統(DEH)，由美國西屋公司生產(chǎn)，主要承擔汽輪發(fā)電機組的轉速控制和負荷控制，并具有主汽壓力保護、部分甩負荷保護、超速保護(OPC)和閥門(mén)管理等功能。

1 故障經(jīng)過(guò)及原因分析

1.1 故障經(jīng)過(guò)

嵩嶼電廠(chǎng)1號機組發(fā)電試運行階段，當天天氣晴，1號機組負荷180 MW、各盤(pán)表指示正常，突然發(fā)生1號發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)、勵磁開(kāi)關(guān)及廠(chǎng)高變開(kāi)關(guān)運行中跳閘、機組停機。

運行人員對發(fā)電機、變壓器、220 kV出口開(kāi)關(guān)、發(fā)變組保護裝置以及汽機、鍋爐就地進(jìn)行檢查，無(wú)異常。故障前，機、爐輔機均未進(jìn)行啟停操作，1號機組CRT盤(pán)、BTG盤(pán)均未進(jìn)行參數調整。檢查中發(fā)現，機組跳機期間繼電保護調試人員正在集控直流配電室進(jìn)行直流電源接地故障查找，采用分支路排查法瞬間斷開(kāi)發(fā)變組保護110 V直流操作電源。

查SOE事故追憶記錄，首出為"程序逆功率"保護動(dòng)作。

1.2 故障原因分析

根據程序逆功率保護原理，保護動(dòng)作的前提條件是汽輪機主汽門(mén)在全關(guān)位置，其行程開(kāi)關(guān)的輔助接點(diǎn)閉合。從熱工保護邏輯圖分析，只有汽輪機、鍋爐故障熱工保護動(dòng)作，才會(huì )直接作用先關(guān)汽輪機主汽門(mén)后跳發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)。

現場(chǎng)檢查情況表明，跳機前汽機、鍋爐熱工保護未出現異?；虮Ｗo動(dòng)作，因此認為機組跳閘原因與查找110 V直流系統電源接地故障很可能存在著(zhù)某種聯(lián)系。

對汽輪發(fā)電機組DEH數字式電液控制系統邏輯圖進(jìn)行分析可知，當開(kāi)關(guān)狀態(tài)重動(dòng)繼電器失去電源，接點(diǎn)返回時(shí)，DEH裝置采集到的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)跳閘、機組全部甩負荷信號，其開(kāi)關(guān)重動(dòng)繼電器的接點(diǎn)返回，直接啟動(dòng)OPC超速保護，立即作用于汽輪機調節系統，關(guān)閉高壓調門(mén)、中壓調門(mén)，以保護汽輪機設備的安全。

當汽輪機高壓調門(mén)、中壓調門(mén)關(guān)閉后，汽輪機進(jìn)汽量幾乎等于0。由于發(fā)電機--變壓器組出口開(kāi)關(guān)在合閘狀態(tài)，此時(shí)發(fā)電機變?yōu)殡妱?dòng)機狀態(tài)運行，汽輪發(fā)電機組向系統吸取有功功率，逆功率測量元件啟動(dòng)。但此時(shí)主汽門(mén)未關(guān)閉，主汽門(mén)輔助接點(diǎn)未閉合，時(shí)間元件無(wú)法起動(dòng)。檢查發(fā)現由于調試不當，主汽門(mén)輔助接點(diǎn)與主汽門(mén)開(kāi)度行程實(shí)際位置不對應，其接點(diǎn)在閉合狀態(tài)。故此程序逆功率保護滿(mǎn)足動(dòng)作條件，保護動(dòng)作于發(fā)電機組出口開(kāi)關(guān)、勵磁開(kāi)關(guān)、廠(chǎng)高變6 kV出口開(kāi)關(guān)跳閘、停汽機、鍋爐。

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之所以出現上述現象，與電氣設計人員不熟悉該進(jìn)口產(chǎn)品的結構以及開(kāi)關(guān)的輔助接點(diǎn)布置有關(guān)。圖1示出控制回路連接于電液控制系統DEH裝置的發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)。雖然啟動(dòng)回路二次接線(xiàn)與DEH裝置連接回路每相都采用A、B、C三對接點(diǎn)串接，并采取"三選二"邏輯判斷，以提高開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)的可靠性，但由于設計上的失誤，開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)取自開(kāi)關(guān)重動(dòng)繼電器接點(diǎn)。在進(jìn)行設備異常處理、瞬間拉合直流操作電源時(shí)，必然導致重動(dòng)繼電器失去電源，繼電器失磁接點(diǎn)返回，輸出發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)跳閘信號。設計上的失誤是造成機組誤跳的主要原因。

其次，施工安裝工藝粗糙、工程質(zhì)量監督不到位，導致汽輪機主汽門(mén)輔助接點(diǎn)狀態(tài)不可靠，是造成機組跳閘的重要原因。

2 防范措施

(1) 改變原連接電液控制系統(DEH)裝置的發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)取自重動(dòng)繼電器的接線(xiàn)方式，直接采用發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)的輔助接點(diǎn)。從出口開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)中調整9對接點(diǎn)連接于DEH裝置(圖2)，以消除設計上存在的不安全隱患。

(2) 加強對設備安裝質(zhì)量的驗收，對開(kāi)關(guān)操作箱的二次接線(xiàn)、接點(diǎn)以及電氣設備有關(guān)的輔助元件、電氣回路與機、爐、輔機熱工保護接口進(jìn)行全面檢查、核對，確保電氣設備、保護裝置運行正常。

(3) 為預防意外故障的發(fā)生，在運行設備進(jìn)行直流接地故障查找時(shí)，應采取必要的安全防范措施，如短時(shí)退出相關(guān)保護的出口壓板等。