广东粤华发电有限责任公司 广东广州 510731
摘要：广州瑞明发电厂一台125MW机组在2015年7月8生了一起由于2208开关就地控制柜的非全相时间继电器FSJ1内部出口小继电器线圈与触点之间存在绝缘故障，导致瑞明#2机组变高开关2208运行中机组跳闸的事故。此次跳机事故是由于电子式时间继电器存在绝缘缺陷，GIS室开关及就地控制柜运行多年，已近使用年限，设备比较陈旧及日久失修引起，暴露出设备在设计及维护管理上还存在问题，有些地方是值得我们反思的。
关键词：非全相；时间继电器；机组跳闸；原因分析；对策
一、事件经过：
2015年7月8日事件发生前，瑞明电厂#2机组带80MW运行，17时19分，瑞明集控室事故喇叭响，瑞明#2机组“发电机跳闸”、“汽机跳闸”、“锅炉MFT”光字牌亮，发变组与系统解列。ETS首出原因为“变高开关（2208）跳闸”。
检查瑞明#2发变组保护A、B、C柜记录的动作信号，除非电量保护柜（C柜）的“发电机热工”信号动作外，没有其它动作信号。
查阅故障录波情况，在瑞明#2机组发电机三相电压、电流正常，没有保护动作情况下，变高开关2208运行中跳闸，三相电流同时消失，约0.15s后，主汽门关闭（“发电机热工”），联跳灭磁开关及厂用电开关。
在机组跳闸时，ECS监控画面及继电保护装置上没有任何电气保护信号，而热工DCS历史站的事件记录趋势图上，汽机ETS保护动作变位与2208开关变位在时间顺序上看不出明显区分，因此，究竟是2208开关跳闸导致汽机ETS保护动作还是汽机ETS保护动作导致2208开关跳闸，现场工作人员存在疑问。
为明确事件发生顺序，7月10日，待汽机系统和热工系统满足试验条件时，分别进行2208开关跳闸联动汽机ETS保护及汽机主汽门关闭联跳发变组2208开关的模拟事故重现试验，分别将试验的故障录波图、DCS事件趋势图与7月8日发生的跳机事件录波图进行比较，确认本次瑞明#2机组跳机事件是变高开关2208跳闸导致汽机ETS保护动作关闭主汽门及锅炉MFT。
二、引起机组跳闸原因的分析和处理：
1、2208开关跳闸原因排查
2015年7月9日，电气检修分部对2208开关动作特性及操作机构进行试验检查，未发现异常（分闸时间为19ms、最低跳闸电压为68V、三相合、分闸正常）；
检查2208开关控制电源回路、分相跳闸回路电缆线芯间及对地绝缘，绝缘情况良好（大于10MΩ）；
因2208开关操作机构为分相操作机构，跳闸回路是分相跳闸回路，而从录波分析上确认当时2208开关是三相同时跳闸，因此可以排除开关本体机构故障和分相跳闸回路缺陷可能导致跳闸的原因。
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为此，故障排查应着重于能够导致开关三相同时跳闸的二次回路，7月10日重点对如下回路及相关元件进行测试检查：
1）检查2208操作箱手跳继STJ及连接电缆（DCS分闸DO继电器及电缆、涌流抑制器触点及电缆、控制台紧急跳闸按钮及电缆）绝缘情况良好（均大于10MΩ）；
2）检查2208操作箱保护1跳闸继电器BTJ1及连接电缆（保护A柜出口接点及电缆、保护C柜出口1接点及二次线、高低周屏出口1接点及电缆）绝缘情况良好（均大于10MΩ）；
3）检查2208操作箱保护2跳闸继电器BTJ2及连接电缆（保护B柜出口接点及电缆、保护C柜出口2接点及二次线、高低周屏出口2接点及电缆）绝缘情况良好（均大于10MΩ）；
4）拔出2208操作箱继电器插板、保护A柜、B柜出口继电器插板进行外观检查，未发现异常；
5）对2208操作箱手跳继STJ、保护1跳闸继电器BTJ1、保护2跳闸继电器BTJ2进行动作电压测试，测试结果均在正常范围（50%~70%Ue间）；
6）非电量保护直跳回路触点及电缆绝缘检查（主变瓦斯、厂变瓦斯、整流柜、系统保护柜、发电机热工、冷却器全停等），未发现异常；
7）检查2208开关就地控制柜的非全相时间继电器FSJ1、FSJ2、出口继电器FKJ1、FKJ2和相关二次线对地及触点间绝缘电阻，均正常；
8）对2208就地柜非全相时间继电器FSJ1、FSJ2、出口继电器FKJ1、FKJ2进行起动电压测试，发现电子式的非全相时间继电器FSJ1不能动作，其它继电器动作电压均正常，进一步检查发现电子式的非全相时间继电器FSJ1内部出口小继电器外壳有烧焦痕迹，线圈已烧断，测量继电器触点引脚与小继电器线圈之间绝缘电阻只有0.15MΩ。
2、2208开关跳闸原因分析
根据工作人员对现场二次回路的检查测试情况分析，无论是手跳继STJ回路、保护柜跳闸回路、操作箱插件还是非电量直跳回路等，均不可能因继电器误动或回路绝缘故障引起2208开关跳闸。而2208开关就地控制柜的非全相时间继电器FSJ1内部出口小继电器线圈烧坏且与输出触点之间存在绝缘故障，是瑞明#2机变高开关2208运行中跳闸原因分析的切入点。
电子式时间继电器FSJ1起动回路工作电压为DC220V，经内部回路变换后，提供给内部小继电器线圈的工作电压为弱电电压（6V），小继电器触点是接于DC220V控制回路中非全相出口跳闸继电器的启动回路，当开关非全相接点闭合时起动电子式时间继电器FSJ1内部计时回路使内部6V小继电器动作，其触点闭合后起动DC220V非全相出口跳闸继电器使开关跳闸。由于电子式时间继电器FSJ1内部出口小继电器触点及线圈的各引线焊点之间距离小，且GIS室开关及就地控制柜运行多年，已近使用年限，设备比较陈旧，因此电子式时间继电器FSJ1内部出口小继电器触点与线圈之间发生绝缘缺陷，必然使DC220V强电电压经小继电器触点串入弱电线圈使小继电器瞬间动作及烧坏，并瞬时起动DC220V非全相出口跳闸继电器使2208开关跳闸，小继电器外壳烧焦痕迹及线圈开路印证了这一点。而220kV开关就地控制柜为早期设计安装的设备，柜内没有配置非全相跳闸时的信号继电器，ECS系统上没有该信号监视回路，因此非全相出口继电器动作使变高开关2208跳闸时，就地和远方均没有该对应信号。
因此，综合现场对所有二次回路及相关继电器的排查情况，2208开关就地控制柜的非全相时间继电器FSJ1内部出口小继电器线圈与触点之间存在绝缘故障，是导致瑞明#2机组变高开关2208运行中跳闸的直接原因。
更换并校准2208就地控制柜的非全相时间继电器FSJ1后，进行2208开关传动试验正常；于2015年7月13日04：05瑞明#2机组启动运行与系统并列，带负荷运行正常。
三、防范措施：
1）更换并校准2208就地控制柜的非全相时间继电器FSJ1；
2）利用设备停运机会，检查并校验GIS室其它开关就地控制柜内所有继电器，排除隐患；
3）将2208开关非全相跳闸继电器备用触点、操作箱跳闸继电器备用触点，引入至故障录波器进行监视，以便开关非正常跳闸的故障分析；
4）缩短GIS室开关二次设备定检时间，加强定检工作，充分利用机组小修、临修机会，做好GIS开关设备维护工作；
5）加快升压站GIS改造工程进度，尽早退役旧设备；目前新黄埔B站GIS项目正在建设中，按计划安排将旧黄埔B站全部设备迁移到新黄埔B站。
通过对上述设备问题的原因分析，采取了针对性的有效措施及对设备存在的缺陷问题，进行了一一解决，有效地杜绝了同类事故的发生，大大提高了设备及机组运行的安全性。
作者简介：温福彬（1977年10月），男，广东省人，电力运行助理工程师，现从事电厂运行工作。
论文作者:温福彬
论文发表刊物:《电力技术》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/29
标签：继电器论文; 回路论文; 触点论文; 机组论文; 汽机论文; 线圈论文; 动作论文; 《电力技术》2017年第2期论文;