[ 摘 要 ] 本文对300MW机组查找直流失地，瞬间拉合发变组保护110V直流操作电源，引起发电机—变压器组出口开关跳闸、机组停机的原因进行分析并采取防范措施。

1 概况

厦门嵩屿电厂一期工程安装2×300MW燃煤发电机组，采用发电机—变压器单元接线方式，主变高压侧220kV开关为SF 6 开关全封闭组合电器 ( GIS)，法国阿尔斯通生产。发电机—变压器组保护采用南京自动化设备厂生产的集成电路保护。发电机组热工数字式电液控制系统（DEH），由美国西屋公司（W estinghouse ）生产，其主要功能：承担汽轮发电机组的转速控制和负荷控制，以动态和静态响应调整主汽门或调节阀门的开度，实现汽轮发电机组有功功率、频率的闭环控制，并具有主汽压力保护、部分甩负荷保护、超速保护（OPC）和阀门管理等功能。

2 故障经过及原因分析

2.1 故障经过

嵩屿电厂#1机组发电试运行阶段，当天天气晴，9：30#1机组负荷180MW，各盘表指示正常，#1发变组出口开关、励磁开关及厂高变开关运行中跳闸、机组停机。运行人员立即对汽机、锅炉、发电机、变压器以及发变组220kV出口开关就地检查，未发现任何异常。查故障前机、炉辅机均未进行启停操作，在#1机组CRT盘、BTG盘均未进行参数调整，检查发现故障期间继电保护调试人员正在集控直流配电室，进行110V直流电源接地故障查找，采用分支路排查法瞬间断开发变组保护110V直流操作电源，查SOE事故追忆记录首出为“程序逆功率”保护动作。

2.2故障原因分析

发电机组配有“程序逆功率”保护装置：其保护装置主要由汽轮机主汽门辅助接点、功率测量元件及时间元件组成。在发电机正常运行时，若发生机、炉联锁停机或某些继电保护动作及紧急手动停机，程序跳闸方式不是先跳发变组断路器，而是先关汽轮机主汽门，以避免主汽门机构卡滞或关闭不严情况下的发电机停机，当主汽门完全关闭后，若汽轮机因故障情况主汽门突然关闭，而发变组出口断路器未断开时，发电机将变成电动机状态运行，虽然对于发电机本身并无危险，但对汽轮机尾部残留的蒸汽与叶片摩擦产生鼓风损失，对汽轮机造成危害，程序逆功率保护动作，作用于发变组出口开关跳闸。保护装置可有效地避免汽轮发电机组在停机过程中可能产生的超速或飞车。

根据程序逆功率保护原理分析，保护动作的前提条件是汽轮机主汽门在全关位置，其辅助接点闭合；从热工保护逻辑图分析，只有汽轮机、锅炉故障热工保护动作，才会直接作用先关汽轮机主汽门后跳发变组出口开关，根据现场检查情况表明，故障前机、炉热工保护未出现异常或保护动作，因此认为，机组跳闸原因与查找110V直流系统电源失地故障很可能存在着某种联系，故从以下几方面进行故障原因查找：

2.2.1从发电机—变压器组电气二次图纸分析，发变组操作回路二次接线（详见图1A、图1B），当发变组出口开关在合闸位置，其开关辅助接点闭合，110V+电源 K2重动继电器 出口开关辅助接点 Y1A开关跳闸线圈

110V — 电源，开关跳闸Ⅰ组K2、开关跳闸Ⅱ组K3重动继电器动作，其重动继电器接点闭合作为发变组出口开关状态引至机组数字式电液控制系统DEH装置。

2.2.2从汽轮发电机组DEH数字式电液控制系统逻辑图进行核查和分析，当开关辅助接点重动继电器失去电源接点返回时，DEH装置采集到的开关状态是发变组出口开关跳闸、机组全部甩负荷信号，将造成DEH控制系统OPC超速保护动作，超速保护动作将立即作用于汽轮机调节系统关闭高压调门GV、中压调门IV。以保护汽轮机设备的安全。

2.2.3在汽轮机高压调门GV、中压调门IV开度关闭后，汽轮机进汽量几乎等于零，由于发电机—变压器组出口开关在合闸状态，此时发电机变为电动机状态运行，汽轮发电机组向系统吸取有功功率，逆功率测量元件启动，但此时主汽门未关闭，主汽门辅助接点未闭合（后检查发现主汽门辅助接点与主汽门开度行程不对应，接点在闭合状态），时间元件起动，程序逆功率保护满足条件，保护动作于发电机组出口开关、励磁开关、厂高变6kV出口开关跳闸、停汽机、锅炉。

SF 6 开关GIS组合电器为进口设备，客观上设计人员对于本体结构以及开关的辅助接点布置了解不够，设计上考虑不周，不能合理利用开关的辅助接点，降低了DEH装置的安全可靠性。

图2控制回路连接于电液控制系统DEH装置的发电机出口开关辅助接点，为避免电气二次接线断线或误碰、误动因素，二次接线与DEH装置连接回路，采用每相A、B、C三对接点串接，并采用连接逻辑三选二判断开关辅助接点的可靠性。但由于设计上的失误，开关辅助接点取自开关重动继电器接点，在进行设备异常处理、瞬间拉合直流操作电源，必然导致重动继电器失去电源，接点断开，输出发电机出口开关跳闸信号。设计上的失误是造成机组误跳的主要原因。

主汽门辅助接点状态不可靠，安装过程工艺粗糙、工程质量监督不到位，是造成机组误跳的重要原因。

3 防范措施

3.1 连接DEH 装置重要的开关状态采集系统，改变原接线方式，直接采用 

发电机—变压器组出口开关辅助接点，从开关辅助接点中调整9对接点连接于 DEH装置（详见图3），确 保 DEH采集数据的准确、可靠，经调试投入后运行正常，消除设计上存在的不安全隐患。

3.2加强设备安装质量的把关，对有关的辅助元件、开关操作箱和接点进行认真查线、核对、调整，确保装置运行正常。 

3.3 在进行直流失地故障查找，为预防意外故障的发生，采取必要的防范措施，短时退出相关保护的出口跳闸压板。

4、结束语

查找直流失地故障造成发电机—变压器组出口开关跳闸、停汽轮机、锅炉，这是一起电气设计人员对热工相关专业接口重要性认识不足，造成设计失误的较典型事例。通过调试人员、运行人员通力合作，从设计和安装方面认真查找出故障存在的原因，使缺陷得到彻底处理，从中吸取教训，并对电气进口设备的二次接线与机、炉、辅机热工保护接口进行全面检查，进一步规范了设备安装质量的管理，同时优化了#2发电机组的电气设计。