牡丹江第二發(fā)電廠5號電機'>發(fā)電機組是從前蘇聯(lián)進口的215MW機組，電機'>發(fā)電機出口電壓為15.75kV，采用單元制接線，經(jīng)升壓變與220kV系統(tǒng)相聯(lián)。1995年對該電機'>發(fā)電機保護和勵磁系統(tǒng)進行了國產(chǎn)化改造，將原保護改為微機保護，將原勵磁系統(tǒng)調節(jié)器更換為微機調節(jié)器，而勵磁方式仍沿用前蘇聯(lián)設計，為兩極同軸勵磁，勵磁機采用自勵恒壓方式作為電機'>發(fā)電機的他勵電源。

1事故經(jīng)過

T11：00，5號電機'>發(fā)電機運行工況為：有功190MW，無功30Mvar，電機'>發(fā)電機轉子電壓210V，電機'>發(fā)電機轉子電流1620A，勵磁機定子電壓520V，勵磁機定子電流1600A。

11：13，控制室內發(fā)出警報，電機'>發(fā)電機滅磁MK開關跳閘，勵磁機滅磁LMK開關、6kVA段分支6501開關、B段分支6502開關和發(fā)變組高壓側2205開關未跳閘，機組沒有解列。電機'>發(fā)電機有功負荷在155MW至175MW之間擺動，無功負荷降至-180Mvar，電機'>發(fā)電機轉子電流為0，電機'>發(fā)電機定子電壓降至11kV左右，5號爐1，2號排粉機跳閘，鍋爐滅火。

值長令減負荷至0后，拉開6501開關和6502開關，6kVA段備用分支6051開關和B段備用分支6052開關聯(lián)投成功，倒備用勵磁機，合電機'>發(fā)電機MK開關，電機'>發(fā)電機升壓至額定值。

運行人員立即對電機'>發(fā)電機各個部分進行檢查。電機'>發(fā)電機保護發(fā)“勵磁機差動保護”、“電機'>發(fā)電機失磁”動作信號，電機'>發(fā)電機勵磁調節(jié)器發(fā)“電機'>發(fā)電機勵磁限制動作”、“失磁異步運行”、“電機'>發(fā)電機勵磁調節(jié)器故障”信號，信號可復歸。電機'>發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的非線性電阻柜體有放電痕跡，其它無異常。

為查清事故原因，保證電機'>發(fā)電機安全運行，值長請示省調機組解列。

2故障查找

根據(jù)5號發(fā)變組保護動作信息和5號發(fā)變組故障錄波器的錄波圖判斷為勵磁機定子AB相接地短路，勵磁機差動保護動作正確，理論上故障點應在勵磁機差動保護范圍內。由于勵磁機CT二次線圈獨立，錄波器CT和勵磁機保護CT在不同線圈，彼此不存在磁電聯(lián)系，不可能同時發(fā)生CT二次故障，故障點應為勵磁機調節(jié)PT、自勵恒壓整流變及連接電纜。為驗證此推斷，在5號電機'>發(fā)電機停運后，作如下檢查和試驗。

(1)傳動5號電機'>發(fā)電機勵磁機差動保護回路正確，定值無誤。檢驗勵磁機CT變比及伏安特性均正常。

(2)拆開勵磁機中性點母排，且將勵磁機調節(jié)PT、整流變與勵磁機出口母線解開，測量勵磁機定子線圈絕緣和直流電阻均合格。

(3)測試勵磁機調節(jié)PT絕緣合格，外觀沒有燒痕。

(4)打開整流變電源側及負荷側連接電纜，整流變絕緣良好。整流變電源側電纜絕緣A相對地2M劍籅相對地2M劍籆相對地1000M健W邢訃觳櫚繢攏誚艨刻辜艽Ψ⑾侄搪返恪£

(5)檢查發(fā)現(xiàn)非線性電阻柜放電痕跡處的電阻組件與柜體最近距離只有1cm，小于規(guī)定間隙。試驗非線性電阻技術參數(shù)，部分非線性電阻已經(jīng)燒損。

3原因分析

(1)由于基建時將5號電機'>發(fā)電機勵磁機出口的自勵恒壓整流變安置在電機'>發(fā)電機勵磁小間外4.5m平臺的鐵構架上，電機'>發(fā)電機在運行時，鐵構架振動很大，使整流變電源側電纜與構架長期振動磨擦，電纜破損，造成接地短路，因此整流變安裝位置不合理為事故發(fā)生埋下了隱患。

(2)造成鍋爐滅火的原因是5號電機'>發(fā)電機失磁保護配置不完善。由于電機'>發(fā)電機保護改造時沒有對原保護的配置做認真研究，只知道該電機'>發(fā)電機在失磁時可以異步運行，就機械地延續(xù)下來，且將滅磁開關聯(lián)跳發(fā)變組高壓側開關的回路取消，對失磁保護的其它出口，如減負荷、跳廠用分支也沒有實現(xiàn)。因此電機'>發(fā)電機滿負荷失磁后，保護不能根據(jù)運行方式自動地減負荷和切換廠用電，致使電機'>發(fā)電機有功負荷擺動，電機'>發(fā)電機深度進相。從錄波圖上看出，廠用電壓下降至60額定值時，母線低電壓保護動作，切除母線上唯一整定為低壓65額定值、0.5s動作的排粉機，造成鍋爐滅火。由于其它電機不接入母線低電壓保護，或整定為低壓45額定值、9s動作，因此沒有切除。

(3)停機后傳動勵磁機滅磁LMK開關，跳合閘正常，說明回路良好。從錄波圖中看出，勵磁機A，B相短路電流只持續(xù)45ms，勵磁機電壓在短路時瞬間下降后立刻恢復。由于勵磁機LMK開關未跳開，可維持勵磁機的自勵恒壓，2205開關未跳開，也無法實現(xiàn)微機調節(jié)器的逆變滅磁，因此可判斷相間接地故障為瞬間故障。試驗測得勵磁機差動保護動作時間為20ms，勵磁機LMK開關跳閘時間為95ms，勵磁機相間接地故障消失后，保護已返回，未達到LMK開關跳閘時間，因而LMK開關未跳開。由于電機'>發(fā)電機滅磁開關MK跳閘時間為25ms，因此能可靠斷開。

(4)非線性電阻放電燒損的原因主要是非線性電阻質量不過關，反向擊穿電壓過高，能容不足。當電機'>發(fā)電機接近滿負荷時，滅磁MK開關跳閘，電機'>發(fā)電機轉子線圈將產(chǎn)生較高反向過電壓。但因非線性電阻擊穿電壓值過高，該反向電壓不足以達到擊穿值，致使非線性電阻承受相當高的電壓，對柜體放電。當電壓上升到一定程度時，非線性電阻導通，必將承受較大的續(xù)流，另外滅磁MK開關沒能聯(lián)跳2205開關，失磁電機'>發(fā)電機由于出現(xiàn)轉差，定子旋轉磁場還對轉子勵磁繞組感應交流電壓，非線性電阻又疊加差頻電流，導致其過載而燒損。

4防范措施

(1)將5號勵磁機整流變移至電機'>發(fā)電機勵磁小間，其鋼筋水泥地面與廠房一體，振動較小。同時將電纜連接改為母排連接。

(2)將電機'>發(fā)電機轉子一點接地保護由9s改為0s發(fā)信號，這樣若再發(fā)生上述故障，保護可隨時發(fā)出信號，使運行人員提早做出判斷，及時進行處理。

(3)完善5號電機'>發(fā)電機失磁保護出口方式。根據(jù)《關于大型汽輪電機'>發(fā)電機組失磁問題的若干規(guī)定》和《電力工程電氣設計手冊》關于200~300MW機組失磁保護的設計要求，并結合牡二廠系統(tǒng)的運行方式，重新整定失磁保護切廠用電和快速減負荷定值，保證電機'>發(fā)電機失磁時維持正常的廠用電壓，防止鍋爐滅火，并且加裝電機'>發(fā)電機有功快減裝置，實現(xiàn)快速減負荷功能。

(4)將勵磁機LMK開關更換為快速跳閘開關，保證勵磁機快速滅磁，防止因勵磁機永久性故障而擴大事故范圍。

(5)恢復滅磁開關聯(lián)跳發(fā)變組高壓側開關的回路，實現(xiàn)逆變滅磁，使電機'>發(fā)電機滿負荷時滅磁MK開關跳閘非線性電阻不承受差頻電流;在非線性電阻組件和柜體間距較近的易放電端加裝絕緣;非線性電阻應定期返回制造廠進行試驗，使其保持良好狀態(tài)。

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（責任編輯：中大編輯）

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