陈 新，郭路平，李 超

(云南华电鲁地拉水电有限公司，云南省大理州 671611)



一起因交流电源系统故障导致机组跳闸事故分析及处理

陈 新，郭路平，李 超

(云南华电鲁地拉水电有限公司，云南省大理州 671611)

交流电源系统属于水电厂的公用系统设备，机组各自动化元件、继电保护装置、事故照明用电等均取自交流电源系统，其可靠与否对发电厂和变电所的安全运行起着至关重要的作用，是安全运行的保证。文章介绍了某水电厂交流电源系统结构及工作原理，并分析了一起因交流电源系统故障导致机组跳闸的事故及其处理方法。

交流控制电源;自动化;蓄电池；机组跳闸；事故分析

0 前 言

某水电厂电压等级为500 kV，总装机容量2 160 MW，装设6台单机容量360 MW的混流式水轮发电机组，首台机组于2013年7月20日正式投入商业运行。电厂设计有3套不间断交流电源系统(UPS)，以供给全厂设备的控制、操作、保护交流电源及事故照明电源，其中每套交流电源均由交直流输入电源、1套电力专用UPS系统[1](其中含1台套输出为AC220 V的逆变电源装置为交流系统用电、1台套输出为AC380 V的逆变电源装置为事故照明用电)、交流馈电盘及辅助设备等组成。

1 交流电源系统结构及工作原理

该厂交流电源系统设计为供全厂设备操作、控制电源及事故照明电源。1套交流电源系统有2路交流、2路直流共4个电源点[2]，分别取自400 V 厂用电负荷开关及厂内直流系统，通过逆变电源装置[3]后分为220 V控制电源及380 V事故照明电源对全厂设备进行供电。

不间断电源系统(UPS)的工作原理[4]见图1。

(1) 直流输入电源经开关UQF5输入至交流电源UPS逆变模块，同时交流输入电源经开关UQF1输入至交流电源UPS逆变模块，交直流电源经UPS逆变模块逆变后共同输出为稳定的220 V交流控制电源[5],再经静态切换开关供全厂交流用电。

图1 交流电源系统图

(2) 交流旁路电源经开关UQF6输入至隔离变压器T2及单相交流自动稳压器WY[6]，经稳压后输出为2路220 V交流电源，一路经旁路开关UQF4输入至静态切换开关[7]，与逆变模块输出电源共同供全厂交流用电；一路经维修旁路[8]开关UQF2直接输出至全厂交流用电系统。

(3) 正常运行时开关UQF5、开关UQF1、开关UQF6、旁路开关UQF4均在合闸位置，维修旁路开关UQF2保持在分闸位置。

2 交流电源系统故障导致机组停机实例及原因分析

2013年7月20日，该电厂1号机组投入商业运行，次日09：00，该电厂1号机组在正常运行中事故解列，甩负荷300 MW。经检查事故原因为全厂交流电源系统失电，导致1号机组主轴密封水流量计[9]交流电源消失，机组LCU判定机组运行中主轴密封水中断并延时10 s启动事故停机流程[10]。导致该起事故原因有很多方面，其主要原因分析如下：

首先，该电厂在首台机组投产时，厂房1号交流电源系统已投入正常运行，设计配置的4个电源点已接入交流电源系统。但因为施工原因，维修旁路开关UQF2电源暂未与交流旁路输入电源UQF6后端端子并接，导致实际上交流UPS控制电源维修旁路交流未接入；其次，在机组投产前，由于直流系统报“UPS直流输入”支路接地[11]，故断开了直流馈线盘上此支路送交流UPS直流输入电源空气开关以检查故障，在此状态下厂房1号交流电源系统无直流输入电源；再次，交流输入电源及交流旁路电源已按设计要求接入交流电源系统，开关UQF1、开关UQF6处于合闸位置，但旁路开关UQF4因施工原因仍在分闸位置(见图1)。即在当前运行方式下厂房1号交流电源系统的UPS电源只有交流输入电源开关UQF1单独供电，属于特殊供电运行方式，而1号机组的交流电源取自厂房1号交流电源系统的不间断电源(UPS)母线。

7月21日，交流电源系统厂家及施工单位人员为试验厂房1号交流电源系统的静态切换开关能否正常切换，在未核实当前厂房1号交流控制电源系统运行方式及未经运行值班人员许可的情况下，擅自断开交流输入电源开关UQF1，导致不间断电源(UPS)系统失电，1号机组主轴密封水流量计交流电源消失，机组LCU判定机组运行中主轴密封水中断并延时10 s启动事故停机流程，1号机组事故解列并甩负荷300 MW。

3 针对本起事故的整改措施

经对该电厂事故原因及交流电源系统结构、运行方式进行分析后，提出整改措施如下：

(1) 对各设备安装单位、厂家及其他施工人员进行安全教育培训，加强对现场施工人员及厂家人员的管理，提高其安全意识，工作现场严格执行工作票制度。

(2) 规范生产现场管理，严格执行生产现场准入制度，对运行设备进行全封闭隔离管理，严禁无关人员进入运行区域。对持工作票进入运行区域工作的人员详细交代安全措施和注意事项，厂外人员进入生产现场和运行区域必须在电厂人员的监护下才能开展工作，有效防止类似事件的再次发生。

(3) 严格排查电站各系统设备存在的问题和缺陷,要求厂家按设计图纸及要求完善交流电源系统，实现2路交流进线冗余供电[12]方式，消除直流接地报警缺陷，确保直流电源输入供电正常，可靠保障机组交流电源系统正常运行。

(4) 优化机组事故停机逻辑[13]，综合考虑电厂实际运行管理要求和设备实际运行状况，解决水电站存在的因1个自动化元件失电就导致机组非正常停机[14]问题。修改主轴密封水中断延时10 s启动机组事故停机流程的逻辑为报警后由运行人员进行相关应急处理操作。更换主轴密封水流量计为失电自保持接点[15]，提高报警信号可靠性，增加主轴密封水流量模拟量信号用于监视及报警，为运行人员提供报警信号，由现场值班人员判断设备实际情况以决定机组是否停机，以便提高机组运行的可靠性和安全性。

4 结 语

对于装机容量为2 160 MW的大型水电厂，其在电网的重要程度不言而喻，在设备自动化水平越来越高的今天，对设备可靠性的要求也越加严格。只有不断完善、改进设备系统，提高设备运行的可靠性和稳定性，同时加强设备管理和作业人员专业技能、安全教育培训，最大限度提高电厂运行的可靠性，保证电厂安全稳定运行。

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Analysis and Handling of Unit Tripping by Failure of AC Power Supply System

CHEN Xin, GUO Luping, LI Chao

(Yunnan Huadian Ludila Hydropower Co., Ltd., Dali, Yunnan 671611, China)

The AC power supply system belongs to facility of the utility system of the hydropower plant. The automation elements, relay protection device, emergency lightning power, etc, all are supplied by the AC power supply system. Therefore, liability of the AC power supply system is critical for the hydropower plant and distribution station to operate safely. It guarantees the safety operation of the plant and the station. Structure and principle of the AC power supply system in this paper are introduced. Furthermore, an incident and handling of the unit tripping by failure of the AC power supply system are analyzed.Key words: AC control power supply; automation; storage battery; unit tripping; incident analysis

1006—2610(2016)05—0066—03

2016-04-26

陈新(1987-),男，四川省江安县人，助理工程师，主要从事水电厂运行管理工作.

TV734.2

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2016.05.016