发电厂柴油发电机保安电源 切换联动异常分析2020-11-26 08:29

摘要:事故保安電源包括直、交流兩種。其中直流事故的保安電源采用的是蓄電池,可爲直流潤滑油泵等一些事故保安負荷供電;交流事故保安電源適合采用可快速自啓動的柴油發電機組,在廠用電失電時確保頂軸油泵、交流潤滑油泵、盤車等其他的交流事故保安負荷的電源供給。

關鍵詞:保安電源;柴油發電機

1 概述

某发电厂2017年4月6日,2号机组6kV 2B工作变及其低压侧400伏工作PC 1B段停电检修中,保安MCCA/B段由400伏PC 1A段供电。4月6日14点28分 2号机2A工作变低压进线开关跳闸,400伏工作PC 1A段失压,由400伏PC 1A段供电的保安MCCA/B段均失压。此时,柴油发电机启动建压成功,但保安MCCA/B段均未恢复供电,运行人员手动送电恢复保安MCCA/B段供电正常运行。设备恢复正常运行方式后,检修人员对事件发生时整个电气的联动过程进行分析,发现保安MCCA/B段工备电源开关联动过程不正确。

图1 保安电源系统

2 现场检查及试验分析

保安电源系统设计的运行方式为:2号机保安MCCA/B段每段设有三路电源进线,两回电源进线3ZKK2、3ZKK3分 别 来 自400伏 工 作PC1A段和PC1B段,一回备用电源进线3ZKK1来自保安PC段(柴油发电机供电)。正常运行时,1ZKK、3ZKK1分闸状态,G、2ZKK1、4ZKK合闸状态,3ZKK2、3ZKK3仅有一个合闸状态。事件发生时,保安MCCA/B段由400伏PC1A段经3ZKK2供电,另一路由400伏PC1B段供电的工作电源停电检修,3ZKK3退出运行。

按照柴油發電機PLC控制邏輯設計:400伏PC1A段電源失去電壓,保安MCCA/B段失電,此時柴油發電機PLC應啓動邏輯判斷,首先啓動柴油發電機建壓,然後自動跳開3ZKK2開關,最後自動合上1ZKK、3ZKK1開關,完成將保安MCCA/B段工作電源切至柴油發電機供電。實際本次發生故障時,2號機柴油發電機建壓成功,但3ZKK2開關未自動跳開,3ZKK1開關沒有自動合閘,運行人員手動跳開3ZKK2開關後,3ZKK1開關才自動合閘恢複保安MCCA/B段供電,整個過程沒有實現自動切換。針對上述異常情況,經現場討論,對當時聯鎖回路動作過程進行了分析,決定對柴油發電機整個邏輯回路進行檢查,真實模擬故障情況,檢查聯動回路。

首先對整個回路進行了接線檢查,無異常,各設備指示均正常,恢複正常運行方式。

手动断开保安MCCA/B段3ZKK2开关,3ZKK3 开关正确自动合闸,反之同样结果正确。

目前柴油發電機PLC多爲進口設備,應加強人員技術培訓,以便發生設備故障時迅速判斷、處理,避免處理時間長而造成保安電源失去備用;應做好柴油發電機故障失去備用時的事故預案,避免故障緊急情況下操作失誤。

手动分别断开保安MCCA/B段3ZKK2、3ZKK3 两路工作电源开关后,柴油发电机建压成功,自动合上1ZKK、3ZKK1开关,保安MCCA/B段工作电源正确切至柴油发电机供电,判断柴油发电机逻辑功能正常。

模拟真实的故障情况,直接手动断开400伏工作PC1A段进线电源开关,400伏工作PC 1A段、保安MCCA/B段失压。保安MCCA/B段失压后,柴油发电机正常启动建压,但没有切换至柴油发电机供电,联动失败。

根據PLC控制邏輯設計,分析聯動失敗的原因爲保安MCCA/B段失壓時3ZKK2開關未接收到柴油發電機PLC發出的跳閘控制指令或PLC未發出跳閘指令。首先檢查PLC外觀及指示燈正常,接著對3ZKK2開關回路進行檢查時,發現柴油發電機PLC至3ZKK2、3ZKK3開關的跳閘回路接線錯誤,在3ZKK2、3ZKK3開關間隔側跳閘正電源未連接,檢查准確後恢複接線。

重新模拟工作PC1A段、保安MCCA/B段失压, 3ZKK2开关自动跳闸,3ZKK3开关自动合闸,切换至400伏工作PC1B段供电,回路联动正确,切换成功。

保安MCCA段只采用400伏工作PC1A段一路電源供電,另一路工作電源400伏工作PC1B段失電(無法備用),斷開工作PC1A段電源進線開關,保安MCCA段失壓,柴油發電機PLC發3ZKK2開關跳閘指令,3ZKK2開關跳閘,柴油發電機建壓成功,自動合上1ZKK、3ZKK1開關,保安MCCA段工作電源正確切至柴油發電機供電。保安MCCB段同樣試驗結果正確。

3 总结及防范措施

柴油發電機PLC至3ZKK2、3ZKK3開關間隔直流正電源接線錯誤是導致事發時聯動失敗的原因。基建時工作PC段均已送電進行設備分部調試運行,已不允許模擬真實情況(保安MCCA/B段失壓)進行柴油發電機邏輯調試,只能采用手動斷開3ZKK2、3ZKK3開關的方式進行,但手動分合3ZKK2、3ZKK3進線開關的連鎖邏輯回路在DCS系統中實現,此回路接線正確,開關正確連鎖跳閘,柴油發電機PLC接收開關動作信號正確,造成了聯動成功的假象。

快速啓動柴油發電機作爲保安電源,是防止當發電機組故障停機、且此時電網也故障時,機組廠用電供給的輔機會失去電源而停運,從而造成發電機大軸彎曲、鍋爐爆管、汽輪機軸變形等事故。爲保證機組在上述情況下能夠立即啓動並向重要的輔機供電,從而保證機組安全。爲防止此類問題發生在機組運行中,特制定相應的防範措施如下。

坚持定期进行柴油发电机启动试验,原则上每月一次;设备巡视认真检查柴油发电机PLC工作状态、信号指示灯的正确性。同时检查发动机冷却水、柴油状况;机组检修或临时调停且具备条件时,要进行必要的联动试验,试验要模拟真实情况,确保可靠备用;目前柴油發電機PLC多爲進口設備,應加強人員技術培訓,以便發生設備故障時迅速判斷、處理,避免處理時間長而造成保安電源失去備用;應做好柴油發電機故障失去備用時的事故預案,避免故障緊急情況下操作失誤。