一、事件經(jīng)過

1、事件前機(jī)組運(yùn)行工況：

2014年10月10日，15:47:12 1號(hào)機(jī)組有功功率191.15MW，無功功率-19.38MVar，發(fā)電機(jī)電壓22.86kV，定子電流4798.60A，轉(zhuǎn)子電壓219.71V，轉(zhuǎn)子電流1240.46A，發(fā)電機(jī)頻率49.97Hz。

2、事件發(fā)生過程：

（1）2014年10月10日，15:47:24 1號(hào)機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行方式由自動(dòng)方式切至手動(dòng)方式。由于手動(dòng)方式下勵(lì)磁系統(tǒng)自檢不發(fā)送故障報(bào)警，故而勵(lì)磁系統(tǒng)未發(fā)故障信號(hào)。

（2）15:47:24至16:31:46發(fā)電機(jī)有功功率一直穩(wěn)定在191MW附近，無功功率未發(fā)生明顯變化。

（3）16:31:46 AGC指令開始升負(fù)荷，發(fā)電機(jī)無功功率開始負(fù)向增大，到16:54:38 機(jī)組負(fù)荷升至245MW，發(fā)電機(jī)無功-55 Mvar，發(fā)電機(jī)出口電壓22.29kV，6kV11段電壓5829V，6kV12段電壓5894V。17:07:541號(hào)機(jī)故障錄波器報(bào)警，1號(hào)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓欠量起動(dòng)，6kV廠用A段母線電壓欠量起動(dòng)，6kV廠用B段母線電壓欠量起動(dòng)。

（4）17:12:14 1號(hào)發(fā)變組保護(hù)DGT801失磁保護(hù)報(bào)警。17:12:16 1號(hào)發(fā)變組保護(hù)DGT801失磁保護(hù)動(dòng)作，切換1號(hào)機(jī)6kV廠用電。

1號(hào)發(fā)電機(jī)801失磁保護(hù)報(bào)警前，17:12:12機(jī)組運(yùn)行工況：

發(fā)電機(jī)有功功率

發(fā)電機(jī)無功功率

發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓

發(fā)電機(jī)電流

發(fā)電機(jī)頻率

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流

277.91MW

-165.28MVar

20.54kV

9037.23A

49.96 Hz

236.73V

1347.65A

（5）17:12:42 1號(hào)發(fā)電機(jī)有功功率、無功功率大幅波動(dòng)，發(fā)變組保護(hù)RCS985發(fā)電機(jī)失步保護(hù)動(dòng)作，1號(hào)機(jī)201斷路器跳閘。

1號(hào)發(fā)電機(jī)失步保護(hù)動(dòng)作前17:12:39機(jī)組運(yùn)行工況：

發(fā)電機(jī)有功功率

發(fā)電機(jī)無功功率

發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓

發(fā)電機(jī)電流

發(fā)電機(jī)頻率

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流

275.47MW

-273.23MVar

18.06kV

10999.39A

49.95 Hz

236.73V

1541.43A

（6）17:12:59 1號(hào)發(fā)電機(jī)985過勵(lì)磁保護(hù)動(dòng)作，出口全停，關(guān)汽機(jī)主氣門，跳發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)。

1號(hào)發(fā)電機(jī)985過勵(lì)磁保護(hù)動(dòng)作前17:12:54機(jī)組運(yùn)行工況：

發(fā)電機(jī)有功功率

發(fā)電機(jī)無功功率

發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓

發(fā)電機(jī)電流

發(fā)電機(jī)頻率

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流

0.34MW

2.36MVar

26.96kV

45.01A

53. 03Hz

228.72V

1182A

二、現(xiàn)場(chǎng)檢查及處理情況

2014年10月10日，17點(diǎn)18分，電氣二次專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查情況如下：

1、保護(hù)裝置檢查

(1) 1號(hào)發(fā)電機(jī)801失磁保護(hù)動(dòng)作分析

失磁保護(hù)定值：

定值名稱
定值符號(hào)
定值
單位
系統(tǒng)側(cè)低電壓定值
Uhl
54.8
V
機(jī)端側(cè)低電壓定值
Ugl
85.0
V
阻抗圓心
Xc
-18.3
Ω
阻抗半徑
Xr
16.2
Ω
轉(zhuǎn)子低電壓定值
Vfd1
0.35
V
轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)系數(shù)
Kfd
100

反應(yīng)功率
Pt
0
W
動(dòng)作時(shí)間
t1
0.1
S
動(dòng)作時(shí)間
t2
200
S
動(dòng)作時(shí)間
t3
0.5
S
動(dòng)作時(shí)間
t4
0.2
S

阻抗邊界計(jì)算：

整 定

圓心 Xc=-18.3Ω 半徑 Xr=16.2Ω

計(jì)算最高點(diǎn)

-2.1Ω

計(jì)算最低點(diǎn)

-34.5Ω

計(jì)算最大靈敏角

-90

失磁保護(hù)阻抗圖如下：

發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)（阻抗原理）邏輯：

阻抗型失磁保護(hù)，由阻抗判據(jù)、轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)、機(jī)端低電壓判據(jù)、系統(tǒng)低電壓判據(jù)及過功率判據(jù)構(gòu)成。

（a）失磁t1動(dòng)作分析：

2014-10-10 17:12:14 1號(hào)發(fā)電機(jī)801失磁保護(hù)保護(hù)t1報(bào)警，動(dòng)作參數(shù)如下：

電阻R=11.3751Ω 電抗X=-6.9273Ω

發(fā)電機(jī)側(cè)低電壓Ugl=85.3802V 高壓側(cè)低電壓Uhl=59.4055V

轉(zhuǎn)子電壓Vfd=245.1393 發(fā)電機(jī)電流IT=3.6956

計(jì)算動(dòng)作時(shí)阻抗為13.54∠-58.21°，阻抗在異步阻抗圓內(nèi)，失磁t1正確動(dòng)作。

（b）失磁t4動(dòng)作分析：

2014-10-10 17:12:16 1號(hào)發(fā)電機(jī)801失磁保護(hù)保護(hù)t4動(dòng)作，切換廠用電源。動(dòng)作參數(shù)如下：

電阻R=11.2115Ω 電抗X=-6.8565Ω

發(fā)電機(jī)側(cè)低電壓Ugl=84.9326V 高壓側(cè)低電壓Uhl=59.2008V

轉(zhuǎn)子電壓Vfd=245.1902 發(fā)電機(jī)電流IT=3.7238

計(jì)算動(dòng)作時(shí)阻抗為13.14∠-58.55°，阻抗在異步阻抗圓內(nèi)，且發(fā)電機(jī)側(cè)低電壓Ugl=84.9326V低于定值85V，失磁t4正確動(dòng)作。

(2) 1號(hào)發(fā)電機(jī)985失步保護(hù)動(dòng)作分析

保護(hù)定值如下：

序號(hào)

定值名稱

定值

序號(hào)

運(yùn)行方式

定值

1

阻抗定值ZA

3.9Ω

1

區(qū)外失步動(dòng)作于信號(hào)

1

2

阻抗定值ZB

-4.1Ω

2

區(qū)外失步動(dòng)作于跳閘

0

3

阻抗定值ZC

2.47Ω

3

區(qū)內(nèi)失步動(dòng)作于信號(hào)

1

4

靈敏角

83°

4

區(qū)內(nèi)失步動(dòng)作于跳閘

1

5

透鏡內(nèi)角

120°

6

區(qū)外滑極數(shù)整定

1

7

區(qū)內(nèi)滑極數(shù)整定

1

8

跳閘允許電流

20A

9

跳閘控制字

0623解列

失步保護(hù)邏輯：

失步繼電器動(dòng)作特性, 如下圖 ：

①是透鏡特性，②是遮擋器特性，③是電抗線。阻抗軌跡順序穿過四個(gè)區(qū)OL、IL、IR、OR，保護(hù)判為發(fā)電機(jī)失步振蕩。滑極次數(shù)定值為1，阻抗軌跡在失步區(qū)內(nèi)穿過四個(gè)區(qū)一次，保護(hù)正確動(dòng)作。

(3) 1號(hào)發(fā)電機(jī)985過勵(lì)磁保護(hù)動(dòng)作分析

過勵(lì)磁保護(hù)定值如下

序號(hào)
定值名稱
定值
序號(hào)
運(yùn)行方式
定值
1
定時(shí)限I段定值
1.08
12
反時(shí)限III段定值
1.12
2
定時(shí)限I段延時(shí)
3秒
13
反時(shí)限III段延時(shí)
10秒
3
定時(shí)限I段控制字
信號(hào)
14
反時(shí)限IV段定值
1.1
4
報(bào)警段定值
1.1
15
反時(shí)限IV段延時(shí)
25秒
5
報(bào)警段延時(shí)
5秒
16
反時(shí)限V段定值
1.09
6
反時(shí)限上限定值
1.3
17
反時(shí)限V段延時(shí)
45秒
7
反時(shí)限上限延時(shí)
1秒
18
反時(shí)限VI段定值
1.07
8
反時(shí)限I段定值
1.25
19
反時(shí)限VI段延時(shí)
55秒
9
反時(shí)限I段延時(shí)
3秒
20
反時(shí)限下限段定值
1.05
10
反時(shí)限II段定值
1.15
21
反時(shí)限下限段延時(shí)
600秒
11
反時(shí)限II段延時(shí)
5秒
23
反時(shí)限保護(hù)控制字
全停

故障時(shí):V/f=1.153 保護(hù)跳閘時(shí)間5025ms, 保護(hù)正確動(dòng)作。

2、二次回路檢查

（1）檢查勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電壓回路及PLC接線，端子接線緊固無松動(dòng)。

（2）檢查DCS ，1號(hào)機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器手動(dòng)方式指令未發(fā)出。檢查回路接線正常，電纜屏蔽接線正常。對(duì)此回路測(cè)量電纜絕緣，絕緣電阻大于400M，絕緣正常。在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器側(cè)測(cè)量PLC開入回路交流分量，交流分量均在0.2V左右，排除有交流分量進(jìn)入直流電源系統(tǒng)的可能性。

（3）檢查發(fā)電機(jī)機(jī)端PT二次回路，沒有發(fā)現(xiàn)PT斷線的情況。

3、處理情況

（1）記錄所有保護(hù)裝置及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障記錄，對(duì)保護(hù)裝置及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障進(jìn)行復(fù)位。

（2）檢查勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和DCS機(jī)柜區(qū)域內(nèi)，是否有人員作業(yè)的情況，通過調(diào)取電子間監(jiān)控畫面和現(xiàn)場(chǎng)檢查，沒有發(fā)現(xiàn)有人員作業(yè)的情況。

（3）修改DCS邏輯，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器由自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)變?yōu)槭謩?dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)后，向運(yùn)行人員發(fā)出狀態(tài)信號(hào)翻轉(zhuǎn)報(bào)警，同時(shí)退出AGC，閉鎖有功功率調(diào)節(jié)，保證勵(lì)磁調(diào)節(jié)器再次變?yōu)槭謩?dòng)運(yùn)行方式后，機(jī)組不會(huì)失去靜態(tài)穩(wěn)定。

（4）對(duì)1號(hào)發(fā)電機(jī)做升壓試驗(yàn)，發(fā)電機(jī)起勵(lì)后，檢查電氣一次設(shè)備正常，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器手動(dòng)升壓正常，手動(dòng)、自動(dòng)切換正常，控制通道切換正常，滅磁試驗(yàn)正常。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器M1和M2控制器在自動(dòng)方式下升壓正常，從而確認(rèn)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可以投入運(yùn)行。

（5）經(jīng)省調(diào)同意，1號(hào)發(fā)電機(jī)于22:44并網(wǎng)成功，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在M2通道控制下運(yùn)行正常(跳機(jī)前M1通道運(yùn)行)。

三、事故原因

1.機(jī)組跳閘原因分析

根據(jù)1號(hào)發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，1號(hào)機(jī)故障錄波器記錄，DCS歷史曲線記錄以及故障后現(xiàn)場(chǎng)檢查情況，15:47:24，1號(hào)機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行方式由自動(dòng)調(diào)節(jié)方式變?yōu)槭謩?dòng)調(diào)節(jié)方式，此時(shí)機(jī)組無功功率為-19.38MVar，在進(jìn)相工況運(yùn)行。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器切手動(dòng)方式后，輸出的勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓基本保持不變，低勵(lì)限制器不能起到調(diào)節(jié)作用，僅發(fā)出報(bào)警。之后機(jī)組在升負(fù)荷過程中運(yùn)行人員沒有及時(shí)增加發(fā)電機(jī)無功功率，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓不斷下降，機(jī)組從電網(wǎng)吸收大量無功，同時(shí)發(fā)電機(jī)功角逐漸增大，最終超出靜態(tài)穩(wěn)定極限，發(fā)電機(jī)有功功率和無功功率發(fā)生振蕩，有功功率從276MW波動(dòng)至143MW，又上升至196MW。無功功率從-249Mvar到-299Mvar.發(fā)電機(jī)失步保護(hù)動(dòng)作，跳開201斷路器。解列后，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出的勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流已超出發(fā)電機(jī)額定空載狀況下的勵(lì)磁電壓和電流，機(jī)端電壓升高，發(fā)電機(jī)過勵(lì)磁保護(hù)動(dòng)作，出口全停，關(guān)主氣門，跳開滅磁開關(guān)。

2.勵(lì)磁調(diào)節(jié)器切手動(dòng)原因分析

通過查詢1號(hào)機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器信號(hào)開入記錄，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器由自動(dòng)調(diào)節(jié)變?yōu)槭謩?dòng)調(diào)節(jié)的時(shí)刻，同時(shí)接收到遠(yuǎn)程復(fù)位指令，通過查閱DCS指令記錄，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程復(fù)位指令繼電器并未出口，從而判斷勵(lì)磁調(diào)節(jié)器受到外部電磁場(chǎng)干擾，誤接收指令。

四、暴露問題：

1、事件發(fā)生后，經(jīng)了解其他電廠的EX2100型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器同樣存在抗干擾能力差的問題。

2、設(shè)備在基建安裝過程中，存在電纜屏蔽層接地不完善的地方，檢修人員對(duì)此沒有引起足夠重視。

3、運(yùn)行人員在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器變?yōu)槭謩?dòng)方式和發(fā)電機(jī)故障錄波器報(bào)出機(jī)端電壓欠量啟動(dòng)后沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致升負(fù)荷過程中沒有及時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無功功率。

4、DCS報(bào)警畫面不夠清晰，未科學(xué)區(qū)分報(bào)警級(jí)別，一些重要報(bào)警信號(hào)在屏幕上顯示的不夠清晰直觀，給運(yùn)行人員監(jiān)視帶來不便，導(dǎo)致運(yùn)行人員無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組異常信號(hào)。

5、由于京玉電廠220kV升壓站處于電網(wǎng)末端，遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓高，機(jī)組長期處于進(jìn)相運(yùn)行，“勵(lì)磁UEL限制”報(bào)警經(jīng)常處于觸發(fā)狀態(tài)且對(duì)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定裕度有影響，運(yùn)行人員對(duì)“低勵(lì)限制”報(bào)警觸發(fā)后表現(xiàn)麻木。

五、防范措施：

1、在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器由自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)變?yōu)槭謩?dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)后，DCS邏輯自動(dòng)退出機(jī)組AGC，閉鎖有功功率調(diào)節(jié),此措施已在兩臺(tái)機(jī)組上實(shí)施,以確保類似情況發(fā)生時(shí)機(jī)組可以保證靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。

2、利用PMU系統(tǒng)改造的機(jī)會(huì)，將發(fā)電機(jī)功角等重要參數(shù)顯示到監(jiān)控臺(tái)前，方便運(yùn)行人員監(jiān)視和調(diào)整，此措施在12月之前完成。

3、由發(fā)電部和設(shè)備部專業(yè)人員對(duì)兩臺(tái)機(jī)組DCS畫面進(jìn)行優(yōu)化，將重要設(shè)備的狀態(tài)信息和報(bào)警信息直觀的顯示出來，方便運(yùn)行人員監(jiān)視，對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)報(bào)警級(jí)別區(qū)別顯示，方便對(duì)故障嚴(yán)重性的判斷，此措施在11月底完成。

4、利用機(jī)組停機(jī)檢修機(jī)會(huì)，對(duì)DCS系統(tǒng)和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行如下檢查：（1）檢查DCS指令繼電器動(dòng)作特性是否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）全面檢查電纜屏蔽線接地和勵(lì)磁盤柜接地電阻是否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。（3）利用外部干擾源全面測(cè)試勵(lì)磁調(diào)節(jié)器PLC板卡光隔的抗干擾能力。

5、加強(qiáng)專業(yè)管理及培訓(xùn)，提高運(yùn)行人員的監(jiān)盤水平。