发电机典型事故案例.ppt
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1、发电机典型事故案例,电气培训,宿州公司#2发电机励磁集电环烧毁事件,一、事件简要经过,1月11日14时45分,宿州公司2机组负荷550MW,运行人员监盘发现#2机转子电压异常升高并变坏点,发现#2机#9瓦X振动变坏点、Y向振动及复合振动突然增大,同时转子一点接地报警发出,立即联系有关人员准备检查,14时47分,#2机组跳闸,首出跳闸原因为振动大保护动作。现场检查发现#2机励磁小室集电环处冒烟,励磁一极(远离发电机侧)碳刷烧损,集电环表面覆盖一层短路后的熔化物,集电环通风沟、集电环绝缘层损坏,励磁短轴出现灼伤。,二、事故原因分析,通过现场检查,结合故障录波综合分析,机组振动大跳闸的原因:由于发电
2、机集电环和碳刷拉弧,导致励磁机短轴部分熔化,受损后的短轴导致转子动态不平衡,#9轴瓦振动大机组跳闸。发电机集电环和碳刷拉弧的原因:发电机某碳刷运行中突然断裂崩出,波及同旋转方向的相邻碳刷,造成相邻碳刷大面积接触不良、振动,引起更多碳刷损坏,整体碳刷与集电环接触电阻增大,由于转子回路电流大,使碳刷与集电环之间产生电弧。发电机转子一点接地原因:电弧向刷架与集电环边缘过渡,弧光灼伤#9轴瓦侧励磁轴,最终熔化的铜导致滑环与转轴产生短路,造成发电机转子一点接地。,三、事故暴露问题,宿州公司发电机碳刷维护运行技术措施,对发电机碳刷的检查采用了点温计测量碳刷温度、用直流钳形表测量各碳刷电流和根据碳刷长度更换
3、碳刷等具体措施,运行人员每班对碳刷检查一次,对于碳刷的使用情况检查较为到位。宿州公司虽然下发了发电机碳刷维护运行技术措施,并执行较好,但仍不能避免本次事件的发生,说明电厂目前常规检查措施尚难以发现碳刷内部裂纹等隐蔽缺陷。,四、安全防范措施,公司与厂家、电科院等单位共同讨论,修改完善碳刷定期检查措施,特别是要重点补充对碳刷裂纹的检查要求;公司立即对机组的碳刷运行情况组织全面检查,对每个碳刷电流、长度、磨损情况、碳刷有无裂纹等进行详细检查,并做好检查、处理记录。各厂加强对发电机碳刷的运行维护管理,修改完善发电机碳刷运行维护措施,明确发电机碳刷检查周期、检查方法、检查标准、内容和记录要求。运行人员应
4、严格按照本单位碳刷运行管理措施,认真做好发电机碳刷定期检查工作,发现机组运行中碳刷冒火、碳刷刷辫发热或振动加大等异常情况,应立即采取防止事件扩大措施,必要时抽出碳刷进行检查处理。加强对励磁轴瓦油管道的检修和监督,防止由于油管道泄漏引发碳刷对集电环放电。,发电机非全相事故,一、事件经过 某厂2号发电机为东方电机厂生产的300MW水冷发电机组。事故前,该机组带负荷250MW,经过220kV升压站并列至电网。12时08分,该发电机一变压器组C相开关无保护动作跳闸,“发电机负序过负荷定时限”及“发一变组零序过流”保护动作,A,B相开关闭锁分闸,主汽门关闭(励磁开关因控制回路断线未跳)。此时,发电机进入
5、同步电动机的不对称运行状态,由于A,B相开关拒分。值长命令打开主汽门,发电机拉入同步,进人空载的不对称状态,后经值班人员手动打闸将2号发电机组隔离。由于现场条件限制,没有实录负序电流值。根据故障录波器提供的电流图形进行相位分析,利用公式推算出负序电流标么值大小在0.4-0.5之间。根据电机厂的设计规范,按此推算,此负序电流在持续30-50S后,足以烧坏发电机转子线圈,并对定子、转子结构产生较大的破坏。,二、事故原因 发电机一变压器组开关的储能电机电源回路及开关控制回路绝缘损坏,造成C相开关无保护动作跳闸,A、B相开关闭锁分闸,引起发电机非全相运行事故。,三、经验教训 1)本次事故是由于发电机一
6、变压器组开关的储能电机电源回路及开关控制回路绝缘损坏引起的,建议将这两条回路的控制电缆单独铺设,避免交叉影响。2)发电机的负序过负荷保护、开关的非全相保护要保证可靠投运,并保证其灵敏性。3)发电机一变压器组开关的失灵保护或远方跳闸回路要尽可能投运。4)发电机负序过负荷保护动作后,发电机应停机检查,必要时应揭缸进行检查。发电机的非全相运行事故区别于其他突发性电气事故。只要措施得力、处理得当,完全可以避免发电机损坏。,发电机非全相事故处理方法的讨论,对于发电机的非全相运行事故,一般遵循保持发电机大励磁、稳定机组的转速、减少机组出力、控制定子电流的原则进行事故处理。在实际运行中,大多数的发电机的非全
7、相运行事故是由于电网中的不对称运行造成的;机组的解列、并列操作,也有可能发生非全相运行事故。但该电厂发电机一变压器组开关C相无保护动作跳闸、A相及B相闭锁分闸造成发电机非全相运行,这样的事故不同于上述两种常见的情况。因而在事故处理上侧重点有所不同。由于电网中不对称运行造成的发电机非全相运行的情况,迅速切除不对称负荷或非全相运行的输电线路,消除不对称运行的根源是最主要的手段。发电机组的解列、并列操作中开关三相不一致造成的发电机非全相运行的情况,只要在开停机过程中注意定子、转子电流的变化及开关信号等情况,严格按照操作规范进行处理,一般都可避免烧损发电机转子。,发一变组开关闭锁分闸,在短时间内是无法
8、对发电机进行隔离的,在处理上应重点考虑以下三方面的问题:1.发电机同步的恢复 在此类事故发生后,“转子负序过负荷”动作,联跳励磁开关、关闭主汽门。此时发电机实际上处于异步电动机状态。因此应立即打开主汽门(此时需注意汽轮机调节汽门的调节)避免发电机无蒸汽运行;迅速恢复励磁,增加转子电流,将发电机拖人同步、空载状态。否则,应立即联系调度,拉停该机并列母线上的所有开关。2.主蒸汽参数的控制 在此类事故发生后,汽轮发电机组、锅炉、主变压器的横向连锁关闭了主汽门,锅炉熄火。在打开汽轮机主汽门之前,应注意锅炉内残余蒸汽的参数,必要时通过汽轮机调节汽门进行调节。既要避免主蒸汽压力过高,引起负荷突升的情况,也
9、要避免主蒸汽压力过低,引起对汽轮机的冲击。,3.调度操作的及时性与准确性 在此类事故发生后,如何迅速隔离发电机,这在调度操作上尚无统一的规范。在本起事故中,对于并列于母线的发电机组,是否需要紧急拉停母线上所有开关来隔离发电机,应视具体情况而定:(1)如果该发电机组的锅炉熄火,蒸汽压力无法维持,发电机同步也不可能恢复的情况下,应立即拉停该机并列母线上的所有开关。(2)如果电厂值长对事故处理迅速得当,已将发电机控制于同步、空载状态,其负序电流标么值小于最大连续运行的允许值(本例中为0.08s,对电网的影响就可忽略,完全可采取母联开关代供发电机一变压器组开关或倒空并列母线上其他设备,再用母线联络开关
10、隔离的方法隔离发电机。,6kV母线失电引起机组跳闸,一、事件经过 某厂1号机组在正常停机过程中,进行厂用电切换操作,由于6011断路器机构问题及运行人员切换过程中判断、确认失误引起机组跳闸。事故前,准备停用1号机组,机组负荷为200MW,机组厂用电由1号厂高压变压器供电,1号启动变压器供6kV-01/02段母线,运行正常。20时55分,运行人员接到值长命令,进行本机组厂用电由本机电源供电切换至备用电源供电的操作,操作人员合上备用电源的6011开关,后拉开厂高压变压器611断路器,随即6kV-11段母线失电,导致机组跳闸,造成机组非正常提前停用。,二、事故原因 事后原因分析表明:备用电源6011
11、断路器机构存在问题,在合闸时,主触头接通后即跳(时间间隔仅为55ms),是此次事件的初始起因,运行人员在操作6011断路器合闸后的判断、确认方面的失误是造成此次事件的直接原因。,三、经验教训(1)运行人员应严格执行操作监护制度、唱票复诵制度。此次事件,从DCS事故追忆打印结果分析,6011断路器合闸55ms后跳闸,运行人员未能及时发现,就拉开611断路器,操之过急,剖析其中原因,说明了我们的运行人员对常规操作重视程度还不够,操作监护不到位,唱票复诵流于形式。因此,必须深刻吸取教训,从根源上深挖麻痹大意思想,认真对待、重视每一项操作,使操作监护制度,唱票复诵制度真正起到作用。(2)严抓技术培训,
12、切实提高运行人员素质,此次事件,充分反映出运行人员在表计分析及如何培养良好的操作习惯方面存在的问题。6011断路器手动合闸时,从当值运行人员的反映来看,有功表计、电流表是晃动了,断路器红灯也确实亮了一下,但是,在拉611断路器时,该不该确证一下表计的指示?如何确认?下一项操作该不该待上一步操作告一段落后才执行?这就反映出素质培训和养成一个良好的操作习惯的重要性,而解决这一问题,就需要我们有虚心务实的态度和长抓不懈的决心,要加强专业培训,运行人员要自觉学习。,发电机励磁系统故障停机,一、事故经过,事故前#1-4机均满负荷运行。厂用电系统正常运行方式。发电机无功20MVar,定子电压20.1kV,
13、定子电流8733A(A、B、C三相基本一致),转子电压226V,转子电流1476A,负序电流102A,主变出口电流310A(A、B、C三相基本一致),6kVA段电压6.33kV,6kB段电压6.35kV,380V4A/4B段电压均为400V。11时11分05秒,发变组硬光字牌B柜保护发出,CRT发出“励磁一个整流柜故障”,无功达490 MVar,有功基本无变化,定子电流升至11391A,定子电压升至22.32 kV,转子电压升至465V,转子电流升至2631A,负序电流升至210A,主变出口电流升至382A,6kVA/4B段电压升至7 kV,380 V4A/4B段电压升至442V;各辅机电流增
14、加,机炉其余参数均正常。此时1发电机励磁电流由1580A降至1464A,无功由20MVAR降至-13MVAR,2发电机变化同1发电机基本一致;#3发电机励磁电流由1570A降至1426A,无功由26 MVAR降至-24 MVAR。,立即减少#4发电机励磁,共点击“减磁”按纽四次,将无功减至20MVar,随后无功在-5MVar至20MVar之间波动,有功在297304MW间波动,上述发电机参数、厂用电压、辅机电流也随之波动。1、2、3发电机励磁电流、无功波动,有功轻微变化。到就地检查发现:、柜R+、R-、S+、S-、T+、T-灯熄,整流柜退出运行,整流柜电流在500A至2000A之间波动。11时
15、14分29秒,#4机组无功突降至-490MVar,有功突降至280MW,定子电流突升最高至19359A,励磁电压降至20V,励磁电流突降,机端电压突降至12kV,6kVA/4B段电压突降至3.78 kV,380 V4A/4B段电压突降至240V,各辅机电流突增,大机转速升至3058r/min后下降,随即#3、4机组除3机DEH操作员站外,其余所有CRT画面闪烁,参数看不清,鼠标无法移动,其中#4机第三台操作员站自动重启,6kVA/4B段自动切换为2启备变供电,此时#1发电机有功在273323MW之间,励磁电流增至2057A,无功增至137MVAR;#2机组有功在278322MW之间波动,励磁电
16、流增至2026 A,无功增至 128MVAR;#3机组有功在275318MW之间波动,励磁电流增至1886A,无功增至107MVAR。1、2、3机组厂用电压正常。,11时14分38秒,值长下令手动MFT,汽机跳闸,机炉所有设备联动正常,电泵联启,在硬操盘上启动主机交流油泵,1分21秒后发变组出口5032开关、5033开关、灭磁开关仍未跳闸,立即手动“发变组全停”,灭磁开关、5032、5033开关跳闸,此时#3、4机组CRT恢复正常,检查发变组保护A柜:发电机断水t1、热工保护、失磁t1、t4(t2)指示灯亮。发变组保护B柜:程跳逆功率、过激磁定时限t1、t2灯亮。检查励磁室工控机上B套故障灯亮
17、,信号有:网络B故障,过压动作,输入模块故障,低励限制动作,伏/赫限制动作,一个功率柜故障,二个柜功率故障,三个功率柜故障,整流柜脉冲丢失、,整流柜断流、。,二、事故原因分析1、经继保人员检查确认,本次故障的直接原因是励磁系统故障,励磁可控硅整流柜失控,使发电机磁场电压时有时无,引起发电机时而过压,时而失磁,从励磁调节器录波图看,发电机过压时机端电压最高达1.12Ue,发电机失磁时机端电压最低至0.62Ue,发电机共有两处发生完全失磁,失磁时发电机最大定子电流达1.9Ie,发电机电气运行参数发生大幅度摆动,发电机过激磁保护及失磁保护动作。对励磁系统现场检查后发现#2励磁整流柜脉冲变T5原边和副
18、边之间绝缘完全击穿,可控硅阴极上的高电压经脉冲变T5副边串入其原边,经脉冲放大回路串入B套同步脉冲板3L4487并使其烧坏,同时经24V电源串入,引起#2整流柜输入模块7041烧坏和调节器内B套I/O板烧坏。由于脉冲回路受串入的强电压影响,致使其工作不正常,从而使整流柜可控硅触发脉冲混乱,使整流柜失控。,三、经验教训1、#4机组发生励磁系统故障后发电机已开始进入振荡,值长、单元长却只顾埋头处理#4机事故,没有意识到#4机励磁系统故障也会引发其他机组振荡,也未通知其余3台机组人员要严密监视发电机运行参数,根据参数变化情况进行必要的调整和处理。#1、2机组机、炉主操在事故期间发现有功波动幅度较大时
19、,及时汇报了机长,然而我们的机长、电气主操却连#1、2机CRT上电气画面都没有调出来看一下,根本没有意识到此时#1、2机也有可能发生振荡事故。2、在将无功压至20MVAR后,随后无功在-5MVar至20MVar之间波动,有功在297304MW间波动,发电机参数、厂用电压、辅机电流也随之波动,此时4发电机已进入振荡,但盘上人员却没有采取任何处理措施,正确的处理应立即减有功,增加无功,以使振荡衰减,否则振荡幅度加大则发电机将失步。3、事故中各辅机电流波动,机炉应注意监视相关参数的变化,发现异常及时进行调整。,四、本次事故设备方面存在的问题 1、发电机失磁t4在SOE上误为失磁t2,且辅机跳、合闸和
20、电动门开、关几乎未作SOE,发电机温度未作历史趋势,这些都不利于事故分析。2、4机厂用电压低引起操作员站无法监视、操作,同时还引起了3机组操作员站无法监视、操作(3机组厂用电压正常),这是一个极大的安全隐患,若当时3机组发生事故,则只能打闸停机。3、事故中UPS主机柜1、2输出电流波动,且波动趋势相反,原因有待进一步分析。4、逆功率达到动作条件时间太长(1分21秒),建议更改逆功率定值。5、失磁保护动作压负荷接线未接入(停机后4机已接入),增加了事故处理的难度。6、DCS服务器、操作员站为两路电源供电,一路为保安段,一路为UPS,事故前方式为保安段电源为工作电源,UPS为备用,当厂用电压低时无
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