文/陈桂浩

0 引言

柴油发电机（以下简称“柴发”）作为发电厂的应急电源，其功能的完整性、可靠性关系到发电机组安全。当电网发生事故或其他原因致使发电机组厂用电长时间停电时，柴发可保证重要动力负荷，如汽机盘车、顶轴油泵、交流润滑油泵、交流密封油泵等，不失去交流电源。

1 事件简述

2020年7月3日 13:02:30:631，某电厂正处于168h试运阶段，二套机组6kV厂用母线发生接地故障，发变组保护零序过流动作跳开，高压厂用变压器（以下简称“高厂变”）低压侧分支开关同时闭锁快切，二套机组失去厂用电。与此同时，保安段备用电源自动投入使用装置（以下简称“备自投”）因失压启动，先跳开工作进线开关41E1A，后发送启动柴油机指令至柴发控制柜，柴发启动开关合闸后跳闸，盘前发告警至备自投。调试人员到场后就地手动启动柴发，柴发启动后建压成功，合闸后立刻跳闸，多次启动失败。待厂用电恢复由备用变压器供电后，手动启动柴发，柴发能够启动正常并保持空载。

2 事故分析

从厂用电失电后备自投动作启动、柴发合闸失败，到厂用电恢复、柴发手动启动成功保持空载运行的过程来看，柴发带载运行可能存在问题，经调试专业人员确认，调试期间也未做过柴发的带负荷试验。查柴发控制柜动作报文为过电流告警，欠压停机。查装置设定跳闸定值，首出低电压停机为197V，低电压保护动作延时为0，未加任何延时，过电流跳闸117%，动作曲线为反时限。

结合整个事故流程，在厂用电未恢复送电前，柴发启动后带载多次由于低电压保护动作跳闸，而在厂用电由启备变恢复供电后，柴发手动空载能正常运行，初步可确定是由于柴发带载时电流过大拉低保安段母线电压引起跳闸，同时柴发保护定值可能存在设置不合理，低电压保护无延时不合理。

当保安段失电后，保安段仅有框架式开关两台大的燃机润滑油泵，开关马达保护开关（以下简称“马保”）出口回路电源全由交流电源供电，在保安段未建压前，任何指令均无法使开关动作；远方指令如果是硬线，不经马保则可以动作。原来一台开关合闸、一台开关热备用，油泵失电后油压马上下降，汽轮机监测系统（TCS）给另一台备用电机开关发4s合闸脉冲指令，因为这个指令不经马保，控制电源为直流电，故开关能直接合上，所以10s时这两个开关柜都维持在工作状态。其他电动机和静态负荷开关都能够由接触器自身脱扣，不会自启动。

继续查保安段负荷发现，保安段正常运行时所带负荷为240A左右，但是由上述分析可知，当润滑油压下降后，备用的燃机润滑油泵会收到热工油压低信号自动合闸；当保安段失压后，柴发恢复供电时，两台燃机交流润滑油泵A、B会马上自启动，功率为132kW，额定电流为264A，此时启动电流按照7倍额定电流算可达3696A，柴发过流定值达2110A，无法躲过这么大的瞬态启动电流，柴发过流报警，且柴发建压投入保安段恢复电压后直接拉低母线电压，造成柴发启动失败，同时低电压保护动作无延时跳闸。后续空载启动成功也能排除其他跳闸原因。

综上，处理此次事故一方面重新排查柴发定值和保安段负荷容量及运行方式，使之相匹配；另一方面，从电动机的失压再启动功能入手，修改保安段重要电动机失压启动时间，分批启动，避免同时启动引起的柴发欠压过流跳闸，最后通过制定可行性方案模拟柴发带载试验，寻找保安段失电后柴发能够自启带载成功的最优解。

3 整改措施

首先，柴发控制柜定值需要重新设置，主要保护修改后定值见表1。

表1 柴发控制柜主要保护修改后定值

其次，解决多台电动机同时自启动对柴油发电机造成的冲击，利用电动机（马达）保护装置本身的失压再启动功能实现失压脱扣，然后分批自启动，逐步带载运行。

其中，全部实现失压再启动的负荷要退出欠压保护，否则保安段失压后马保装置报欠压告警需要人为复位，无法自动进入失压再启动功能；同时，将交流中间接触器全部改为直流接触器并将综保出口回路电源改为直流。因为两台燃机交流润滑油泵框架式开关增加了失压脱扣器，失压后会延时3秒脱扣，只要电压未恢复就无法实现合闸；框架式开关遥控节点短接，因为保安段负荷正常、合闸回路不通，不短接失压再启动功能无法实现合闸；此外，断路器合位接点要接入综保装置实现失压自启动功能。

梳理保安段主要电动机负荷，加入保安段重要负荷的失压再启动功能，具体定值设置见表2，实现保安段负荷失压后分批自启。

表2 保安段重要负荷失压重启功能定值

4 试验结论

按照上述整改措施对柴油发电机控制柜、保安段负荷进行整改后，重新模拟保安段失压由柴发建压带载，记录保安段现场主要负荷启停情况。

保安段失压柴发自启动时，保安段母线失压时间大概为11.4s（见图1）。燃机交流润滑油泵B泵由外部油压低联启，现场试验可见失压瞬间B泵立马联启，油压下降非常迅速，失压延时3s后燃机润滑油泵A、B同时跳闸，等到柴发建压合闸成功后实现A泵延时1s重启，B泵延时5s重启；汽机润滑油泵为接触器式开关柜，A泵失压后接触器脱扣，等到柴发建压合闸成功后，由失压再启动实现延时1s自启动，B泵虽然失压瞬间外部指令过来合闸，但是由于接触器回路控制电源是交流回路，这时候并不能合上，恢复电压要11s，且指令已经不再发送，未能完成自启动，故再启动功能无法检测其为运行状态。

图1 试验用便携式电量吉利分析仪录波曲线

保安段下一级负荷段，由东方电气设计的燃机MCC段燃机岛负荷的失压再启动功能全部退出，因为燃机岛负荷一经合闸后TCS发来的外部合闸指令一直在，失压脱扣复电后全部自启动，但是由于多数都是小电机，对柴发冲击不大。

综上，保安段失压前主要电动机运行状态为燃机交流润滑油A泵运行、B泵热备用，汽机交流润滑油A泵运行、B泵热备用。失压后运行状态为燃机交流润滑油B泵联启，汽机交流润滑油A泵脱扣，失压延时3s后两台燃机交流润滑油泵同时脱扣，柴发建压成功后1s燃机交流润滑油A泵、汽机交流润滑油A泵重启，5s后燃机交流润滑油B泵重启，10s后给水泵A稀油站油泵电机B，高压给水泵B稀油站油泵电机B，汽机EH油泵B重启。

以上整改试验成功，在厂用电失去后由柴油发电机启动建压带载的过程中，保安段重要负荷能够实现脱扣后分批启动。该整改方法对电厂运维人员进行事故处理，以及实现机组安全平稳停机都具有借鉴及指导意义。