一、事件经过
2009年2月19日21:00分#2燃机负荷210MW,#3汽机负荷94MW,热网供热负荷380GJ/h,#1燃机备用,机组AGC、CCS均退出。21:05分#2、#3机组突然跳闸,#2主变高压侧开关2202跳闸,6kVII段经快切倒至启备变带。#2燃机MARKVI报警:“Lockout trip (from customer)(master);unit trip via 86G-1A,1B lockout relay;line breaker tripped”。DCS光字牌报警:“#2发电机出口802开关跳闸,6kVII段工作电源开关6202跳闸,#3汽机发电机2203开关跳闸,#3发电机保护C屏告警信号,#3发变组保护C屏动作信号。电子间#2主变高厂变保护A屏报警:“主变差动”,#2主变高厂变保护C屏报“系统保护联跳”。NCS报:“#2燃机发电机保护A屏动作,#2燃机主变高厂变保护动作”。运行人员按紧急停机程序安全停机,查厂用电切换正常,机组润滑系统正常。
21:30经热调同意停运#1热网循环水泵,关闭出入口电动门,退出热网运行。21:47分#2燃机转速5转,盘车投入。22:12汽机盘车投入。23:00运行、检修人员对#2发电机、#2主变、#2高厂变等一次设备进行检查未发现异常,测各设备绝缘均正常。其中#2燃机发电机测量绝缘为600MΩ,#2主变绝缘为A=无穷,B=无穷,C=无穷,#2高厂变绝缘,A=989MΩ,B=1000MΩ,C=1000MΩ。联系厂家到场处理。
2月20日05:20厂家更换#2燃机保护装置DSP新插件并做完相关测试工作,保护传动试验正常。#2主变具备恢复送电条件,#2、3机组具备启动及并网条件;05:30分#2主变高厂变送电正常,6kV II段恢复正常供电方式。06:18分#2燃机并网、09:07汽机并网。
二、原因分析
事故发生后继电保护人员、热控人员立即对保护、自动装置及控制系统进行检查。报警信号及装置启动情况如下:
1.#2燃机控制(MARKVI)系统
1L86G1A SOE Generator Differential Trip Lockout(事故记录 发电机差动保护动作);1L86G1B SOE UNIT TRIP VIA 86G-1B LOUCKOUT RELAY(事故记录 机组跳闸 );1L86G2A SOE EX AND GEN BREAKER TRIP VIA 86G-2A(事故记录 励磁和发电机断路器跳闸 A套保护);1L86G2B SOE EX AND GEN BREAKER TRIP VIA 86G-2B(事故记录 励磁和发电机断路器跳闸B套保护);0L52LX1 SOE Line breaker status(事故记录线路断路器状态)。
2.#2主变高厂变保护A屏:XFMR PCNT DIFF PKP A (比例差动启动 A相);XFMR PCNT DIFF PKP B(比例差动启动B相);XFMR PCNT DIFF PKP C(比例差动启动C相);XFMR INST DIFF OP A(瞬时差动出口 A相);XFMR INST DIFF OP B (瞬时差动出口 B相);XFMR INST DIFF OP C(瞬时差动出口 C相);ZB-CD ON (主变差动动作);BH-T220kV ON (保护跳220kV开关);BH-Trip ON (保护跳闸)。
3.#2主变高厂变保护C屏:系统保护联跳。
4.#2燃机励磁系:44 Trip Via Lockout(86.;The 86 lockout input was detected open and the exciter was not intentionally conmmanding a trip(发电机出口开关接点断开,励磁调节器非正常命令跳闸);137 Extra alarmAn extra alarm input adriven by a pointer(外部故障点启动);110 Abort stop trip A shutdown through an abnormal sequence(非正常程序停机)。
5.#2发电机保护
52G/b on(发电机出口开关断开);GEN UNBAL STG1 PKP (发电机不平衡I段启动);GEN UNBAL STG2 PKP (发电机不平和II段启动);BLOCK ON (闭锁启动)。
6.#3汽机发变组保护:程序逆功率保护动作;断路器连跳。
7.#2机组故障录波器启动,线路故障录波器启动。运行人员及电气专业人员对系统进行全面检查,未发现明显的一次故障点。公司主管领导及京能国际专工立即组织了现场会,对以上信息及现场检查情况进行初步分析,确认此次事故为#2主变高厂变A屏差动保护动作,跳开主变高压侧2202、发电机出口802、高厂变低压侧6202三侧开关,发电机出口802开关跳开后引起励磁系统跳闸,励磁系统连跳燃机发电机保护。同时#2燃机跳闸连跳#3汽机。根据以上结果,立即开展以下工作:
1)进一步对系统进行排查,以确认一次设备无故障。
2)联系电科院主变高厂变保护调试人员咨询有关情况,了解到GE变压器保护装置曾经在部分电厂发生过差动保护误动的情况。
3)提取#2主变高厂变A屏差动保护动作记录,联系装置厂家技术人员到厂协助分析事故原因。
4)打印#2机组故障录波图与保护装置故障录波图进行对比分析。
运行人员及电气检修专业人员对系统又进行了仔细排查,确认220kV电缆、主变高压套管、220kV支持绝缘子、220kV电缆头、主变高压侧导线等无故障,并摇测一次设备绝缘正常。差动保护动作前,三侧电流无突增现象,保护动作后电流消失。同时调取故障时刻DCS系统上的电流波形与以上波形相同。
主变高厂变保护为双套配置,此次故障仅A屏差动保护动作,再综合以上对各装置录波图的分析对比结果,基本确定#2主变高厂变A屏T60保护装置交流采样DSP插件故障,存在质量问题,工作性能不稳定导致此次保护动误动。专业人员在完成必要的技术措施后,更换了该插件,对采样精度进行了通流测试,测试结果见下表:
CT 组别 | 输入 显示 | Ia(kA) | Ib(kA) | Ic(kA) | I1(kA) | I2(kA) | I0(kA) |
机端CT变比15000/5 | 0.1A | 0.297 | 0.293 | 0.294 | 0.295 | 0 | 0 |
1A | 2.985 | 2.99 | 2.991 | 2.989 | 0 | 0 | |
2A | 5.982 | 5.98 | 5.984 | 5.98 | 0 | 0 | |
5A | 14.966 | 14.97 | 14.978 | 14.969 | 0 | 0 | |
10A | 29.945 | 29.95 | 29.974 | 29.961 | 0 | 0 | |
高厂变高压侧 变比15000/5 | 0.1A | 0.296 | 0.294 | 0.297 | 0.296 | 0 | 0 |
1A | 2.987 | 2.988 | 2.99 | 2.99 | 0 | 0 | |
2A | 5.98 | 5.978 | 5.988 | 5.982 | 0 | 0 | |
5A | 14.964 | 14.963 | 14.0989 | 14.972 | 0 | 0 | |
10A | 29.955 | 29.945 | 29.981 | 29.958 | 0 | 0 | |
主变高压侧 变比2500/1 | 0.1A | 247.9 | 248.7 | 248.5 | 248.3 | 0 | 0 |
1A | 2.494 | 2.495 | 2.496 | 2.495 | 0 | 0 | |
2A | 4.975 | 4.978 | 4.976 | 4.976 | 0 | 0 | |
5A | 12.484 | 12.482 | 12.496 | 12.486 | 0 | 0 | |
10A | 24.98 | 24.97 | 24.97 | 24.97 | 0 | 0 |
原DSP插件,在未加测试电流情况下,采样结果如下图。加入测试电流情况下,采样仍为此结果。
图18 故障DSP插件采样结果
由此确认,本次机组跳闸是由#2主变高厂变A屏T60保护装置DSP插件误采样启动主变差动保护,属于设备原因引起的保护误动。
事故现场处理完后,保护装置厂家人员把故障的DSP插件带回单位,寄回美国设备生产商进行深度分析,并针对分析结果,提出处理方案。
三、防范措施
1.运行人员和检修人员要提高对同类设备的巡检频次,缩短巡检周期,细化巡检记录,发现异常及时申请处理,避免同类事故的再次发生。
2.立即向供货厂商发函,要求对故障卡件原因进行分析,并及时反馈结果,排查其他卡件是否存在类似隐患,以便防范措施。
3.检修人员加强业务培训,提高事故诊断和处理能力。