内蒙古某电厂1号机组因磨煤机出口动态分离器冷却风扇电机接地导致停运案例分析

内蒙古某电厂1号机组因磨煤机出口动态分离器冷却风扇电机接地导致停运案例分析

王大勇1李凝2

（1华电电力科学研究院东北分院内蒙古呼和浩特010020；2京能电力后勤服务有限公司内蒙古呼和浩特010020）

摘要：本文针对内蒙古某电厂1号机组因磨煤机出口动态分离器冷却器电机烧损，电机线圈接地，导致1号机组锅炉PC-A段越级跳闸失电，1号机组保安PC-A段失电，最终导致1号机组非计划停运的事件进行了抽丝剥茧的原因分析，并给出了类似事件今后发生的预防措施建议，对今后各个电厂此类事件的预防有积极的参考意义。

关键词：电机线圈接地；越级跳闸；非计划停运；预防措施。

引言：

目前，国内火电机组的制粉系统大多数出口采用动态分离器。由于在实际运行中，动态分离器的运行环境恶劣，所处环境温度高、振动大，经常导致磨煤机出口动态分离器部件烧损，进而导致电机接地，设备跳闸。内蒙古某电厂发生此类事件后由于给负荷直接供电的空开在延时后未跳开，导致负荷电源越级跳闸，进而导致了1号机组发生非计划停运，给电厂造成了经济损失和不良影响。本文通过对该事件的深入分析，总结经验，对类似情况给出了今后的预防措施，希望对各火力发电企业今后对此类事件的预防起到积极的作用。

1设备概况

该电厂锅炉为SG-2023/17.5-M914型，上海锅炉厂生产制造，亚临界、一次中间再热、强制循环、固态排渣、平衡通风、单炉膛、悬吊式、四角切圆燃烧、紧身封闭、全钢架Π型煤粉汽包炉。制粉系统正压直吹式，配6台ZMG113G中速辊式磨煤机。设计燃料为神华万里川烟煤。

汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的N600-16.67/538/538型亚临界、中间再热、单轴三缸四排汽、冲动凝汽式、湿冷汽轮机。

发电机为哈尔滨电机有限公司生产的QFSN-600-2YHG型三相隐极式同步发电机，冷却方式为水氢氢冷却，即发电机定子线圈水冷，转子线圈氢冷，定子铁芯氢冷。

DCS系统采用的是FOXboroInvensys系统。

2事件描述

1）事件发生经过

2016年6月28日08：001号机组负荷300MW，A、B、D、E磨煤机运行，风烟系统运行正常。A、B汽泵运行正常，电泵备用。

2016年6月28日08：02，1号机组锅炉变1A高压侧61107开关跳闸，低压侧开关412A联跳，首出为“锅炉变1A侧380V断路器事故故障”。#1机锅炉PC-A段失电，#1机保安PC—A段失电，#1柴油发电机联启。#1锅炉A空预器主电机、A一次风机、A送风机、A磨煤机、E磨煤机跳闸，

08：03汽包水位急剧下降，值班员立即手动解除#1机组协调控制，手动启动电泵运行，调节汽包水位，汽包水位最低至-230mm。

08：04汽包水位回升后，停止电泵运行。

08：05值班人员启动#1炉F磨煤机运行，燃烧加强，汽包水位突然急剧上涨。值班员采取措施无效，汽包水位高保护动作锅炉MFT，#1汽轮机跳闸，#1发电机解列。

08：55经电气检修检查：#1炉E磨煤机动态分离器电机冷却风扇电机故障接地，导致#1机锅炉A变跳闸，已隔离故障点。#1机锅炉A变及PC-A段送电正常，停止#1柴油发电机运行。

2）锅炉灭火后采取的措施

①08：24：48由于6KV公用I段失电，将6KV公用I段倒至备用电源运行。

②08：30：36通知热工、电气人员检查锅炉变跳闸原因。

③08：37：05就地检查发现#1机锅炉A变保护装置“低压侧零序过流”保护动作。对#1机锅炉400VPCA段及所带MCC段的负荷分别测量绝缘，经测量发现#1炉E磨煤机动态分离器冷却风扇电机对地绝缘电阻为0MΩ，电源开关未分闸。

④08：39：30将#1机E磨煤机动态分离器冷却风扇电机停电，恢复#1机锅炉400VPCA段和#1机保安400VPCA段及所带MCC段正常运行方式。

⑤08：45：48启动#1炉A送风机、B一次风机运行，启动#1炉A磨煤机运行，#1炉点火成功。

⑥09：14：59#1汽轮机惰走55min，转速至0r/min，投入盘车运行正常。

⑦09：28：43启动#1炉B磨煤机运行。

⑧10：18：27#1汽轮机挂闸。

⑨10：31#1汽轮机定速3000r/min

⑩10：51：30#1发变组与系统并列

1110：54：46500KV第一串5012合环运行。

1210：57：56启动#1炉A一次风机运行，启动#1炉C磨煤机运行。

1311：37启#1炉D磨煤机运行。

1412：03启动E磨煤机运行。

1511：20：19#1机B小机挂闸冲转。

1611：35#1机B小机并泵运行。

1712：34#1机A小机冲转。

1813：09A小机并泵运行。

1913：49停运电动给水泵备用。

2012：15：16#1机6KV工作I、II段，6KV公用I段由备用电源切换为工作电源。

2112：20：14投入#1机组CCS、AGC、AVC。

3现场调查情况

经调阅SOE报警记录和机组运行历史曲线，并与电厂技术人员访谈，了解情况及提出问题如下：

1）1号机组锅炉灭火调查情况

1号机组于6月28日8：02，E磨煤机出口动态分离器冷却器电机烧损，（问题1：为什么烧损?），导致电机线圈接地（问题2：冷却器线圈如何接地?），直接给冷却器供电的空开未跳闸（问题3：为什么空开未跳闸？），导致8：02：38锅炉变1A跳闸（问题4：为什么锅炉变1A跳闸？），#1机锅炉PC-A段失电，#1机锅炉保安PC-A段失电（问题5：为什么1号机组锅炉保安PC-A段会失电？），#1柴油发电机联启。#1锅炉A空预器主电机、A一次风机、A送风机、A磨煤机、E磨煤机跳闸（问题6：为什么这些设备会跳闸？机组RB功能有没有正常动作？）08：03汽包水位急剧下降（问题7：汽包水位为什么会急剧下降？），值班员立即手动解除#1机组协调控制（问题8：为什么要接触协调？），手动启动电泵运行（问题9：为什么在两台汽泵运行的情况下，要启动电泵？），调节汽包水位，汽包水位最低至-230mm（汽包水位低三值为-300mm，会动作锅炉MFT）。08：04汽包水位回升后，停止电泵运行。08：05值班人员启动#1炉F磨煤机运行，燃烧加强，汽包水位突然急剧上涨（问题10：为什么急剧上涨？）。值班员采取措施无效（问题11：运行人员采取了什么措施无效导致汽包水位达到高三值？），汽包水位高保护动作锅炉MFT，#1汽轮机跳闸，#1发电机解列。

下图为事件形成原因的示意图：

2）磨煤机出口分离器冷却器电机历史问题

在此次事件中1号机组磨煤机出口分离器冷却器电机出现烧损导致的接地情况是此次机组跳闸的直接诱因。并且，经过调查，类似问题其他磨煤机也出现过，是相对出现概率较高的故障问题。

4问题分析

1）事件描述分析

问题1：为什么E磨煤机出口动态分离器冷却器电机线圈会烧损?

原因分析：由于磨煤机出口动态分离器运行环境恶劣，长期处于温度高、振动大的环境中，对电机线圈的绝缘产生了很大损坏，导致易出现烧损情况。

问题2：E磨煤机出口动态分离器冷却器电机线圈如何接地？

原因分析：经过对E磨煤机出口动态分离器冷却器电机线圈的绝缘电阻测试发现，冷却器电机线圈对外壳绝缘电阻为0。由于电机外壳是直接接地的，所以造成电机线圈接地。

问题3：直接给冷却器供电的空开为什么未跳闸？

原因分析：机组跳闸后，通过现场检查发现，给冷却器供电的空开为什么未跳闸。由于空开有速断功能，将该空开取下进行若干次电流冲击试验，发现在试验条件下，只要交流电流大于6A（该空开的设计跳闸值），空开即能迅速断开，时间小于20ms。那么此次空开未跳闸属于小概率事件。

问题4：为什么锅炉变1A跳闸？

原因分析：正常情况下，如果锅炉MCC上的负荷发生短路、接地等情况，在小于20ms的时间内会将给负荷直接供电的空开跳开。此时，由于锅炉变高压侧开关的保护延时为0.3s，即300ms，所以不会造成锅炉变跳闸。但是由于本次出现了给冷却器供电的空开未跳闸这种小概率事件，加之锅炉MCC段进线施耐德开关未设计安装零序保护，导致低压侧开关未先跳闸，直接使高压侧开关跳闸，使锅炉变失电。

问题5：为什么1号机组锅炉保安PC-A段会失电？

原因分析：由于该电厂的锅炉保安段设计为两路电源，1路为锅炉PC段带，另一路为柴油机携带的保安PC段带。一旦出现锅炉PC段失电，柴油机将联启接带保安PC段，进而接带锅炉MCC段。但柴油机从启动到出口电压升至380V，出口开关合闸需要15s及以上的时间，此时锅炉MCC将出现短时失电。

问题6：为什么锅炉A空预器主电机、A一次风机、A送风机、A磨煤机、E磨煤机会跳闸？机组RB功能有没有正常动作？

原因分析：柴油机从启动到出口电压升至380V，出口开关合闸需要15s及以上的时间，此时锅炉MCC将出现短时失电，且锅炉MCC段上设备低电压自启动不了，段上所有电机会跳闸，需要复位并重新启动。锅炉保安MCC段上所带的负荷有空预器主电机、一次风机润滑油泵、送风机润滑油泵、磨煤机油站电源、给煤机等，且奇数次命名设备在A段上带，偶数次命名设备在B段上带。所以，一旦锅炉保安MCC-A段失电，A空预器主电机，A一次风机润滑油泵、A送风机润滑油泵、A磨煤机、E磨煤机油站，A、E给煤机会跳闸，进而导致一次风机、送风机、A、E磨煤机因为润滑油压低跳闸。

问题7：汽包水位为什么会急剧下降？

从上图可以看出导致本次事件的几个关键点均为控制住：首先，负荷烧损接地后，上级空开失灵未跳开；其次，因电厂未给施耐德开关加装零序跳闸保护，导致锅炉MCC进线开关未跳闸；再次，锅炉保安MCC只设置了两路电源，第二路电源为柴油机，导致锅炉保安MCC在锅炉PCA段跳闸后短时失电，致使段上负荷跳闸，导致重要辅机跳闸；第四，在磨煤机跳闸后运行人员未能根据机组实际情况快速降负荷，导致汽包水位快速降低；最后，在发现水位由降低回升后，采取措施无效，导致水位高三值动作触发MFT，发生此次锅炉灭火事件。

5预防措施建议

1）将现在的施耐德框架式断路器改为带零序保护的断路器；

2）建议对保安系统进行改造，由目前的两路电源改为三路，并增加备自投（或自动切换）装置，保证保安段在失去一路电源情况下不会短时失电；

3）建议运行人员加强事故预想，进行强化培训，有条件情况下，多进行仿真机演练，迅速提高事故处理的能力；

4）加强设备的定期检查和维护，尽早发现问题，及时处理，保证设备时刻处于健康状态。

6结语

电厂出现非计划停运是电厂安全、经济运行的一大天敌，如何预防非计划停运是电厂永远需要研究的重要课题。针对类似本文提及的小电机烧损导致配电段越级跳闸，进而导致机组非计划停运的案例需要引起高度重视，对此类事件的预防要常抓不懈。

参考文献：

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[3]张冬云.浅谈电力工程项目的安全管理[J].黑龙江科技信息，2008.