【案例分析】某发电厂#4机突然跳闸,查了很久也没确定是什么原因?咋回事?

一、事故经过:

5月12日早7:30分4#机跳闸。当时无电气故障现象,机、电、炉各运行参数正常,事后调各运行参数曲线亦正常。经多方查找原因未有很合理的解释,机组于9:52并网。

二、事故处理及分析:

事故时,热控、电气二专业人员均在现场查找原因。调出报警记录为:
7:29:51.914  DEH故障跳闸    (小数点后单位为毫秒,下同)
7:29:51.953  发电机故障跳闸
7:29:56.271  非电量保护跳闸
7:30:5.216   A侧主汽门关闭  
以下为跳机后的一些报警,如轴掁大跳闸等。 
从事故记录看应是DEH故障跳闸引起发电机跳闸,但DEH无直接跳发电机功能,只有DEH先关主汽门才能去跳发电机,违反了正常逻辑关系,断定是误跳。为证实热控动作记录的正确性,后将电气故障录波器打印信息调出,动作顺序为:
7:30:01    热工保护动作
30:01.058   发电机跳闸开始
30:01.077   发电机跳闸结束以下记录为厂用系统跳闸记录。
 该记录与热控记录顺序相符。时间相差较多是因为电、热两个系统本身时间误差,后人工对时电比热控约快4.5秒。

电、热首出记录及顺序相同,可断定为热控保护首先动作引起。       
为找到误跳原因,热控、电气二专业人员查找各种报警记录,将二专业所有报警信息全部集中,分析对照得出结论仍是DEH先故障跳闸,再引起发电机跳。后又将电气至热控可引起跳闸的联系电缆折开测绝缘正常,引起DEH故障跳闸的报警没有,运行参数无异常,找不出任何可以跳闸的原因。后热控、电气两专业人员一起分析下一步做法,决定利用3#机正处于停役机会做试验。热工人员拟订了试验步骤、方法并在中午休息时拟好方案打印5份。下午一上班热控、电气两专业人员即开始试验。试验由值长联系中调,值长按方案布置运行操作。先模拟4#机运行方式,将3#发变组出口刀闸拉开、开关合上。

试验分四种:
1、机头手动打闸;
2、在ETS盘内短接发电机故障跳闸信号,即模拟发电机跳闸;检查机组动作情况。 
3、短接主汽门关闭接点模拟汽轮机跳闸检查发电机动作情况。
4、发主汽门关闭信号同时去机、电检查汽机、电气动作情况。试验结果:第1个试验动作过程与4#机故障记录一致,其余三个均不同。第1个试验动作过程为:

DEH故障跳闸

发电机故障跳闸

非电量保护跳闸

A侧主汽门关闭其间隔时间分别为:

4#机      DEH故障跳闸----发电机故障跳闸   0.039秒
             发电机故障跳闸---非电量保护跳闸  4.318秒
             非电量保护跳闸---A侧主汽门关闭  8.945秒

3#机      DEH故障跳闸----发电机故障跳闸   0.029秒
             发电机故障跳闸---非电量保护跳闸 10.78秒
             非电量保护跳闸---A侧主汽门关闭 36.957秒
    其间隔时间虽然相差很大,但递增关系相符。可能的原因是3#机处于停役状态,而4#机为滿负荷运行状态。
    以上试验说明,可能是:某种原因引起DEH故障信号发出。同时引起机组跳闸。再分析引起DEH故障所有条件,再逐一排除。

1.引起DEH故障所有条件有:
   1、就地打闸
   2、超速保护动作
   3、转速故障  转速测量偏差大  
   4、阀位校验故障  校验偏差大
   5、挂闸油压低   
   6、BTG盘(手操盘、立盘)紧急停机
   7、ETS跳闸   机组保护跳闸
    现逐一排除。

2、超速保护不可能,因发电机跳与机组同时,不可能超速。转速曲线也无此显示,热控无超速保护动作。

3、转速测量偏差大也不可能,无此报警,且三取二,不可能同时二个传感器故障。

4、阀位校验故障也不可能,因无此报警,也无此显示,且此保护只在开机前试验起作用,工况不符。

5、BTG盘(手操盘、立盘)紧急停机需要人员至手操盘上操作,会被别人发现也不可能。

6、ETS跳闸不太可能,一是无此报警,也无此现象,所调出的参数、曲线均无此记录。

唯一有可能的即是1、就地打闸,但就地打闸装置需人为左旋再拉出才能跳闸,除非故意为之才有可能。至于人为误碰接点,因接点位于里面,人要伸长手臂才能触及,人为可能也是很小的。但不排除该接点电缆绝缘不好短路引起,这种短路为瞬时才有可能,因为未经处理事后掛闸开启正常。还有可怀疑的是5、掛闸油压即高压安全油压,该油压一无监视二无报警,若油压降低将导致主汽门关闭且同时跳发电机。事后检查过各电磁阀动作均正常。合肥厂运行人员反映合厂曾发生过遮断电磁阀微漏,导致安全油压下降关主汽门并跳发电机,现象与这次一样。运行及热控检查进出油管,虽有3℃左右温差,但断定不了是否有泄漏。就地油压表目前指示值无明显变化。

另从故障记录发现,跳机后有一报警“轴承振动大跳闸”。其时间在“发电机故障跳闸”信号后12.9秒,但又在主汽门关前0.12秒。通过查看DCS系统历史趋势,在跳机发生时刻,#1-#5瓦均有不同程度的轴掁增大,其中#5轴X向轴振显示数值由8um突变为16um,1秒之后变为8um,同时发电机有功功率由136MW速降至零,说明此时#5轴X向轴振测量曾有过异常(如电磁干扰,电缆屏蔽接地、线路接触不良等),虽然监测到的5X轴振数值与轴振保护跳机值270um相差甚远,但由于记录系统采样时间周期为2秒,不排除在此采样周期内#5轴X向轴振显示数值曾有达到保护跳机值,进而导致ETS“轴振大跳机”保护动作的可能。考虑到报警时间误差较大,此点也是很值得怀疑。只是未经处理,开机后正常则无法解释。

可直接跳闸的有关元器件故障与人为误碰有共同的特征,即无任何报警、异常现象,突然跳闸且无法分析原因。

以上分析总结这次跳机可怀疑的原因是:
1、就地打闸接点电缆绝缘不好,待停机后检验。
2、安全油压因电磁阀微漏降低跳机,而且电磁阀动作跳机后又正常不漏了。(ZZ厂发生过)
3、人为动就地跳机接点。

三、教训及改进:
1、引发DEH故障的条件因无报警首出记忆,给事故分析带来困难。应在DEH逻辑中增加故障首出记忆逻辑。
2、各报警之间时间相差太大,同样给分析带来了困难。如:发电机故障跳闸与主汽门关闭相差13秒,若时间正确,则汽轮机早已飞车。显然DCS系统SOE记录时间有错,应予重新校对不同SOE模块间的采集时间是否同步。
3、安全油压是重要参数,应在DCS操作员站中增加监视和报警,并增加运行趋势曲线。
4、为防止#5轴X向轴振测量异常可能导致“轴振大保护”动作跳机,申请临时将#5轴X向轴振大保护解除,待机组检修时彻查测量回路、检测元件、电缆屏蔽接地等,确认系统正常后再投入。

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