广东电力发展股份有限公司沙角A电厂 邓奇鹰

1 故障简要

2021年10月29日，#4机组调峰带188MW（装机容量320MW）正常运行，02:09，#4机组6kV B段保护动作光字牌报警，DCS上6kV IV B段线电压显示：A、B、C相对地6kV、5kV、1.28kV，DCS上电气辅助报警盘6kV IV B段接地报警。运行人员立即到6kV IV B段配电室检查，发现多个开关柜PT断线报警，但未发现有零序接地报警的保护，因脱硫B氧化风机是在脱硫6kV母线上且配电室离机组集控室距离近。本厂建于20世纪九十年代初，脱硫装置是后响应国家环保政策要求在2007年新增的，机组没有多余空间要安装脱硫系统设备，整个脱硫装置安装在靠烟囱烟道旁边，离集控室有几百米距离，由技术力量相对薄弱的脱硫集班人员巡检管理，所以并没有及时发现脱硫B氧化风机接地故障，失去了及时发现事故和消除事故发生在初始阶段的机会。

02:16:44，＃4机D制粉、C给煤机跳闸，B空预器主电机跳闸联动副电机运行，B凝结水泵跳闸联动A凝结水泵运行（注：以上各电机均安装了变频器），立即投油助燃，启动C给水泵备用，机组负荷被逼降至160MW，此时脱硫值班人员报告脱硫B氧化风机接线盒处有疑似爆炸情况，将脱硫B氧化风机开关拉至隔离位置合上地刀联系电气检修处理。02:33，启动D、C制粉系统，机组负荷维持188MW。图1为脱硫6kV系统图。

2 现场脱硫B氧化风机电机检查情况

B氧化风机电机解体后检查发现，非驱动端轴承烧坏，造成转子扫膛，定子绕组烧毁、短路，定子绕组引线、过桥线共两处烧断。同时，定子铁芯和转子表面均有不同程度受损。电机驱动端轴承完好，如图2至图5所示。

3 事故发生前后详细情况

2021年9月15日，#4脱硫B氧化风机电机有异响，更换电机后试运正常。2021年10月29日02:09左右，#4脱硫B氧化风机电机“零序过流”报警。同一时间，#4脱硫B氧化风机电机前后轴承温度上升，直到跳闸前，前轴承温度达到了130℃，后轴承温度达到了71℃。7min后，DCS时间02:16:44，#4脱硫6kV配电室#4脱硫B氧化风机电机开关过流速断保护动作，如图6所示。

根据#4机DCS记录，2021年10月29日02:09，#4脱硫B氧化风机电机C相接地，拉低了#4机6kV B段电压，A、B、C相对地6kV、5kV、1.28kV。触发6kV B段保护装置的PT断线报警。

DCS时间02:16:44，#4脱硫B氧化风机电机从C相接地发展为相间短路。根据#4机录波器记录，此瞬间#4机6kV BⅣB段母线A、B、C相对地电压被拉低至648V、2160V、756V，造成B凝结水泵变频器跳闸，A凝结水泵联锁启动成功，如图7所示。

#4机380VB段Uab、Ubc、Uca相电压被拉低至224.568V、304V、155.8V。

造成#4机C、D给煤机变频器跳闸，B空预器主电机变频器跳闸，B空预器副电机联锁启动成功。DCS时间3:16:00，运行人员停B空预器副电机，随即启动B空预器主电机，但DCS无法操作。10s后，3:16:10，B空预器停运造成B引风机跳闸。B空预器主电机无法在DCS操作合闸的原因是DCS在空预器副电机停运后，有5s的禁操保护，不允许合闸主电机[1-2]，如图8所示。

4 事故原因分析

一是直接原因，B氧化风机电机绕组相间短路引起爆炸。二是间接原因，运行中电机轴承出现问题造成电机扫膛电机接地，进一步恶化致使电机相间短路，电机过流速断保护动作跳闸。

4.1 轴承质量不合格的原因分析

电机轴承生产厂家是SKF，经确认，该轴承来源是国内正规厂商生产。因检验工具的缺乏，质检员办理入货手续时无法验证每一个轴承都是质量合格产品，故不排除产品质量不合格的可能性。

4.2 电机装配工艺的原因分析

一是润滑脂不合格。电机轴承用润滑脂品牌是美孚优力达N3，已在电厂高压电机轴承上使用多年，每次购买数量都是两桶，现在只剩下小半桶，质量不合格可能性不大。

二是轴承与轴颈配合问题。此次烧损的电机为2021年2月从#4脱硫A氧化风机换下来的，当时对该电机进行了解体检查，发现转子非驱动端轴颈80（0.0～-0.15）mm，与轴承配合松，送外喷涂修复处理，经修配人员测量，转子非驱动端轴颈80（+0.01）mm，验收合格，另外如果轴承与轴颈配合有问题，电机一带上负荷时就会跑内套并很快烧毁，显然轴承与轴颈配合有问题可能性不大。

三是轴承加油量过多或过少。经过多年的电机运行经验及原理判断，电机轴承主要靠油膜润滑，在电机运行一段时间后，打开油封盖可以看到，虽然吸附在轴承支持架、滚珠（柱）表面上的油脂量较少，但不影响电机正常运行。

四是电机总装质量分析。维修班组成员已有多年检修、大修同类型高压电机经验，电机总装一般情况下没有问题，但也不能绝对排除，从修后电机的试运情况（启动前电机绝缘138ΩM/146ΩM.吸收比1.05，空载电流为6.3A，负载电流为23A，振动0.9丝；前轴承温度42.1℃，后轴承温度61.3℃；声音正常）来看，各项参数满足规范要求[3]（也证明电机安装工艺合格）。

4.3 机械设备状态不佳或转子同心度对电机安全运行有影响

表1 本厂运行中出现故障次数较多轴承特性比较表格

近年来，本厂二期380V空压机电机因轴承故障，电机绕组烧毁缺陷较多，多次寻找原因确认是空压机方面问题（运行多年、机件磨损、中心不正等）会造成电机不正常运行，引起电机轴承故障。同样，#4脱硫氧化风机电机轴承故障，也不排除风机方面原因引起的可能性。

4.4 电机轴承温度保护设置待改进

经过与热控技术人员沟通，发现脱硫高压电机在运设备中，#5脱硫氧化风机电机、浆液循环泵电机、#4脱硫浆液循环泵电机轴承两侧都有温度过高保护，而#4脱硫A、B氧化风机电机只有一侧轴承有温度过高保护跳闸逻辑功能。

5 防范措施

一是使用正规厂家生产的轴承，并加强轴承等物资采购管理和入库质量验收管理，严格控制轴承质量，并对电机或其他设备运转轴承运行情况进行跟踪，建立全厂轴承运行台账，记录轴承故障设备名称、故障原因、轴承损坏情况、轴承型号、生产厂家等内容。

二是制定电机更换检修项目质量控制卡，除消除电机轴承缺陷，务必寻找出缺陷产生的原因（机件磨损、中心不正等），并加以消除，加强电机检修质量控制。

三是制订出维修设备投运后跟踪措施（时间为1个月），重点跟踪电机设备振动及温度等运行情况，发现异常，立即停运防止隐患扩大。

四是根据历史运行经验，每隔18个月定期更换电机的轴承。

五是增加#4脱硫A、B氧化风机电机两端轴承温度高保护跳闸逻辑功能，定值设置为85℃报警，95℃跳闸，及时发现及时消除轴承缺陷，防止事故发生[4]。

六是对现有的高压电机进行梳理，有自动切换功能的电机且故障跳闸对机组运行没有直接危害的电机，将零序过流保护由发信改投跳闸，防止电机因接地引发相间短路故障。

七是加强运行值班人员电气运行专业技术培训，特别是脱硫值班人员或其他岗位人员，培训内容：高压电机运行维护，运行中巡检项目，高压电机保护设置，各电气保护的保护范围、动作条件、保护动作结果，运行中保护动作后如何应对处理，如何对故障高压电机进行故障判断检查。

综 上，从事故设备的质量、维修装配、保护配置、机械运行、电气运行等方面情况进行归纳分析，寻找出事故的原因，并提出解决方案。消除设备运行的隐患，避免和减少事故发生，减少事故造成的损失，保证电力的安全运行是电力工作者的责任，总结和归纳本次事故处理过程和方法是否合理科学，或许可为同类故障处理提供借鉴。另外，在设备质量控制、检修装配、运行维护、事故处理等方面的经验，在同行业界进行沟通交流，对电力系统消除和减少故障发生，同时保证电力系统安全稳定运行有着积极的意义。