牟福祥

（甘肃大唐国际连城发电有限责任公司，甘肃 兰州 730332)

0 引言

某发电公司2×330 MW纯凝发电机组是哈尔滨汽轮机有限责任公司生产的N 330-16.7/537/537型亚临界一次中间再热、高中压合缸单轴双缸双排汽凝汽式汽轮发电机组，为单元制热力系统。汽轮机紧急跳闸系统(ETS)保护控制柜电源采用2路220 V AC(UPS、保安)输入，2路220 V AC和1路24 V DC电源输出。ETS保护控制柜电源装置型号为QH 204，由2块220 V AC开关电源、2块24 V DC电源模块插拔式组装而成。2路220 V AC开关电源通过继电器互联输出，分别给A，B 2套PLC装置供电；24 V DC通过底板冗余输出，给ETS保护控制柜内输入、输出信号主板供电，对现场表计提供访问电源。

1 事故前运行方式

2013-12-16T09:15，3号机组负荷261.03 MW，协调控制系统CCS投入，A，B汽泵运行，电泵备用，A，B，C，D，E磨煤机运行，总煤量118.74 t/h，主汽压力14.41 MPa，主汽温度、再热汽温度541.72/540.38 ℃，主汽流量813.90 t/h，给水流量827.13 t/h。

2 事故经过

2013-12-16T09:15:39，3号机组光字牌发出汽轮机跳闸信号，锅炉MFT动作，发电机组跳闸。运行人员联系热控人员进入电子间检查ETS保护装置，ETS保护装置无首出报警信号。调阅事件发生前后的SOE、历史趋势及操作记录，发现SOE于09:15:39打印220 V AC、24 V DC信号，这说明ETS电源装置存在问题。

运行人员检查发现ETS保护试验装置上两侧220 V AC、24 V DC报警指示灯变暗，检查控制柜内U 1，U 2，U 3信号输入主板上指示灯全部变暗。报警显示灯的工作电源为24 V DC。用万用表测量ETS电源装置2路输入220 V AC，均正常。测量电源装置输出24 V DC带载后电压为5 V DC，拆除负载后接线端子测量为13 V DC，因此判断为ETS电源装置24 V DC电源模块故障，控制柜内主板24 V DC失电，最终导致ETS装置保护动作，汽机跳闸。

2013-12-16T10:20，热控人员更换ETS保护电源装置备件，其型号和原电源装置一致。更换后所有ETS保护电源装置、控制柜信号指示均正常，ETS保护装置恢复运行。

3 原因分析

2008-12-26，3号机组ETS保护柜电源装置曾在停机期间更换备件，其安装运行时间至事故发生时刚好5年整。备件型号为电源组件QH 204，设备厂家是汽轮机厂某公司。ETS保护装置中1块24 V DC电源模块故障，由于受到底板上相互隔离二极管烧损反向导通，另一块电源模块受到冲击，致使电源模块带载能力降低，电压由正常时的24 V DC降为5 V DC。

由于机组长周期运行，电子设备逐渐老化、性能下降,且电源模块安装在封闭箱体里，导致电子元器件出现发热、烧损故障。

ETS保护逻辑中，EH油、润滑油、真空保护信号，设置成双通道，分成左、右2个通道，分别由4个检测元件分布在2个通道上以检测被监视参数。只有2个通道同时检测参数超过运行极限时，才会通过PLC装置发出停机信号。为了确保设备的安全性，ETS保护逻辑设计为：当保护控制柜电源装置出现输出24 V DC故障，导致ETS保护控制柜内U 1，U 2，U 3信号输入主板上24 V DC电源失去，无法对现场EH油、润滑油、真空保护信号进行正常访问时，PLC装置输出跳闸信号，切断AST电磁阀电源，汽机跳机。

4 暴露的问题

4.1 设备寿命评估不准确

热控人员对3号机组ETS装置等重要电子设备运行寿命评估不准确，对电子元器件的使用周期掌握不准，无法判断设备劣化趋势，存在设备性能管控不足等问题。

4.2 技术管理欠缺

技术培训工作不全面，员工对长期运行的DCS系统、ETS系统的运行情况掌握不够，未能完全掌握从事岗位的技术要求，发现问题及排查故障能力欠缺；同时在故障发生时未能及时发现ETS装置报警，未做到设备可靠性的可控、在控。

5 防范措施

5.1 ETS保护控制柜电源装置改造

考虑到原电源装置为封闭式、插拔式组装，模块输入、输出经插针接触，容易接触不良，且电子元器件的可靠性较差，输出电压变化较大等因素，在2014年机组检修中，将ETS保护电源装置电源模块更换为台湾地区的明伟SDR-240-24模块。该电源模块采用道轨安装技术，通过端子排硬接线，杜绝了原电源装置的插针接触不良引起的输出断路问题。该新电源装置有如下特点：

(1) 2路输入交流电源可自动切换，切换时不会引起ETS异常动作；

(2) 2个直流24 V DC直流开关电源模块A，B组成1+1冗余模式，任一电源电压低于20 V或高于30 V时，电源装置报警；

(3) 2个直流24 V DC电源模块A，B通过冗余模块DR-RDN20输出(见图1)，该冗余模块可将24 V DC电源模块A，B的输出经1对二极管相互反向截止后并联，输出1路24 V DC电源至ETS保护控制柜。

图1 新电源的装置示意

(4) 2路交流电源中任一路失去，或A，B任一24 V DC电源模块出现故障，都不影响ETS正常工作，提高了控制柜I/O卡件主板电源的可靠性。

5.2 加强备品备件管理

热控人员应加强对热控系统设备的电源、控制卡件备品备件的管理工作。验收备品备件时，应要求厂家提供使用备件的寿命或建议使用周期。对大修周期的设备，必须做好设备劣化趋势评估。

5.3 强化技术培训

加强专业技术培训力度，提高员工的实际技能水平和处理缺陷能力。利用“走出去”制度，到设备厂家加强学习或聘请专家进厂授课，安排技术人员参加专业研讨会强化培训效果，提高员工的设备检修维护能力。