脱硫直流系统失电导致双机停运事故分析叶斌

脱硫直流系统失电导致双机停运事故分析叶斌

叶斌

(国家能源华北电力有限公司廊坊热电厂河北省廊坊市065000）

摘要：因脱硫直流系统接线施工图与实际配线不一致，6KV循环浆液泵开关状态采用扩展继电器，在进行脱硫直流系统充放电的过程中由于误操作导致双机停运。通过对事故原因的深入分析找出了事故的根本原因并提出了技术改造方案，为同类发电企业隐患排查及技术改造提供了指导性建议。

关键词：直流失电；扩展继电器；停运；改造

一、设备概况

某电厂建有2×350MW超临界燃煤湿冷供热机组。脱硫系统是由某公司EPC总承包工程，采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺对全部烟气进行脱硫处理，取消旁路装置系统，脱硫效率不小于98%，系统采用单塔双循环形式布置，每台机组设置三台循环浆液泵、三台AFT塔循环泵。

脱硫系统单独设一套110V直流系统，包括一面馈线柜，一面分电柜，两面充电柜，一组110V，100Ah阀控式密封铅酸蓄电池，共52只，组屏安装，给脱硫系统的电气控制、信号、继电保护、断路器等负荷供电。110V直流系统采用单母线分段接线。设两套高频开关电源充电装置及微机型直流绝缘监察装置，直流系统采用辐射式供电。直流馈线回路采用塑壳断路器，并能保证在发生短路故障时，各级保护电器有选择性的正确动作。

图一脱硫直流系统原理图(设计接线图)

两台机组脱硫110V控制直流母线运行方式：#1、#2充电机分别通过11ZK和21ZK开关对两条母线供电（11ZK和21ZK分别在#1和#2充电机输出至母线开关位置）；按设计图纸蓄电池组通过12ZK和22ZK开关分别为两条母线提供备用电源（12ZK和22ZK开关均在合闸状态）。两台机组脱硫6KV设备的110V直流电源都在Ⅰ段母线上，湿除系统的110V直流电源都在Ⅱ段母线上，如图一所示。

二、事故经过

1、5月16日8时16分，外委项目部电气班工作负责人到脱硫运行控制室办理“脱硫110V控制蓄电池容量校核试验”电气二种工作票。

2、8时30分外委项目部脱硫运行主值班员进行倒闸操作。

3、8时56分53秒，将“#1充电机输出开关”11ZK三工位开关切换至断开位置。

4、8时57分16秒,将“#2充电机输出开关”21ZK三工位开关切换至断开位置。

5、8时57分59秒,将“蓄电池输出至Ⅰ段母线开关”12ZK切换至断开位置。

6、8时58分01秒,将“蓄电池输出至Ⅱ段母线开关”22ZK切换至断开位置。此时，#1充电柜上集中监控器发出声音报警，#1、#2机组湿除跳闸。

7、9时11分许，接值长湿除跳闸的通知后，设备部、运行部相关人员到湿除配电间调查湿除跳闸原因，检查发现#1、#2炉湿除PC进线开关面板指示灯灭（直流消失），开关跳闸，后又发现面板指示亮（直流恢复，入下9所述）。

8、9时15分18秒,将21ZK三工位开关恢复至Ⅱ段母线侧。

9、9时15分19秒,将11ZK三工位开关恢复Ⅰ段母线侧；12ZK、22ZK开关未恢复，此时#1、#2机组湿除控制电源恢复。直流110V系统恢复至工作票检修措施要求。

10、9时22分45秒拆开蓄电池输出端接线做放电试验，当拆蓄电池组正极接线时，Ⅰ段母线失电4秒，两台机组脱硫6kV的脱硫浆液循环泵运行反馈信号消失，延时3s触发“脱硫循环浆液泵全停”MFT保护，9时22分48秒，#1和#2机组停运。

三、原因分析

1、在执行倒闸操作过程中，人为误断开关，造成脱硫110V直流控制Ⅱ段母线失电。由于两台机组湿除PC进线电源开关控制回路内配置了直流110V欠压脱扣器，且两台机组湿除PC直流110V小母线均取自脱硫110V直流系统II段母线。在脱硫110V直流控制Ⅱ段母线失电后欠压脱扣器脱扣，导致两台炉湿除PC进线开关跳闸，两台炉湿除PC段母线失电，所有电场恒流源失去电源，是#1、#2炉湿除跳闸的直接原因。

此时，110V直流控制Ⅰ段母线也应同时失电，触发机组“脱硫循环浆液泵全停”MFT保护跳闸。但经后续检查，因直流盘内部配线错误，图纸上接线应为：#1充电机输出通过11ZK至母线侧开关（靠母线侧端子）直接接到I段直流母线，蓄电池组输出直接接至12ZK和22ZK电源侧连接处；实际接线为：#1充电机输出通过11ZK至母线侧开关（靠母线侧端子）直接接到12ZK开关与22ZK开关电源侧连接处；蓄电池组直接接在I段直流母线上；#2充电机接线正确。造成误操作后，Ⅱ段110V直流母线失电，#1、#2炉湿除PC段工作进线电源开关跳闸、母线失电。直流系统Ⅰ段母线并未失电，由蓄电池直供。如图二所示。

图二脱硫直流系统原理图(实际接线图)

2、在#1、#2湿除已经跳闸，110V直流母线误操作故障原因未分析清楚的情况下，项目部电气检修人员继续检修工作，且未按要求在放电开关上接蓄电池放电仪，而是除蓄电池组两端拆的接线准备进行放电，在拆线的瞬间造成脱硫110V直流Ⅰ段母线失电，由于脱硫6KV高压电机运行状态采用断路器辅助接点的直流扩展继电器进行反馈，当直流Ⅰ段母线失电时脱硫6kV浆液循环泵反馈运行状态的直流110V中间继电器控制电源失电，扩展继电器复归返回，脱硫浆液循环泵运行反馈信号消失，延时3s触发“脱硫循环浆液泵全停”MFT保护，是两台机组跳闸的直接原因。

四、整改方案

1、对1、2号机组脱硫6KV负荷开关拓展继电器进行全部改造，改为开关本体辅助接点，从根本上消除直流电源消失时开关状态变位导致热工保护动作跳机的可能性。

2、保留1号机脱硫区域的直流系统为#1机脱硫直流负荷供电；将2号机脱硫区域直流分电屏两路进线电源改取自2号机主机直流系统母线I和母线II，从而实现1、2号组机脱硫直流系统的单元制配置。

3、调整1、2号机组脱硫直流负荷在直流母线段的分配：将三台循环浆泵，两台控制电源引自直流系统母线I,一台引自直流母线II，进一步提高直流负荷供电的可靠性。

4、按照直流系统设计原理图恢复1号充电机到直流母线I和1号充电机到蓄电池的动力电缆接线，蓄电池通过开关与直流系统母线连接。（此项由于基建施工期施工错误）。

5、1号机脱硫直流系统母线I和母线II之间增加分段开关。1号机组停机检修期间，合分段开关，断开蓄电池开关，蓄电池做全容量放电。

6、将两台炉湿除PC进线开关框架断路器内部直流失压脱扣器的相关接线和机构拆除，并对其他系统进行认真排查，避免同类隐患再次发生。

五、结束语

本文简绍了某火电厂脱硫6KV循环浆液泵开关状态采用扩展继电器，直流系统失电时导致的一系列异常事件。通过对事故的深入分析找出了事故的根本原因并提出了技术改造方案，取得了良好的效果，为同类发电企业隐患排查及技术改造提供了指导性建议。

参考文献

[1]国家能源局DL/T5044-2014《电力工程直流电源系统设计规程》.

[2]中国电力出版社《电力工程电气设计手册—电气二次部分》.

[3]中国电力出版社《中国国电集团公司二十五项重点反事故措施》.