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〔摘 要〕 敘述了大武口發(fā)電廠相繼投入運(yùn)行的JLQ-500-3000型交流勵(lì)磁機(jī)(主勵(lì)磁機(jī))、YJL-100-3000交流永磁機(jī)(付勵(lì)磁機(jī))和GLT-S型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，在運(yùn)行期間，其發(fā)電機(jī)低勵(lì)磁失磁保護(hù)先后動(dòng)作跳閘了11次，嚴(yán)重危及西北電網(wǎng)及寧夏電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行的情況，分析了失磁保護(hù)動(dòng)作的原因，制定了相應(yīng)的防止對(duì)策。
1 發(fā)電機(jī)失磁跳閘的典型事例
(1) 1987年9月14日19:23，發(fā)現(xiàn)3號(hào)機(jī)主勵(lì)磁機(jī)炭刷冒火，電氣運(yùn)行值班人員在處理過(guò)程中，由于維護(hù)經(jīng)驗(yàn)不足，調(diào)整電刷彈簧壓力時(shí)將正、負(fù)極同時(shí)提起，使運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流中斷，造成失磁保護(hù)動(dòng)作，3號(hào)機(jī)出口208開(kāi)關(guān)跳閘。
(2) 1987年11月28日 ，全廠2，3，4號(hào)機(jī)組運(yùn)行，1號(hào)機(jī)組停運(yùn)，總負(fù)荷280 MW，4號(hào)機(jī)組帶80 MW負(fù)荷運(yùn)行。8:15，4號(hào)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)各表計(jì)指示擺動(dòng)，隨之出現(xiàn)“勵(lì)磁異常”、“強(qiáng)勵(lì)限制”、“保護(hù)動(dòng)作”等光字。4號(hào)機(jī)210開(kāi)關(guān)跳閘，勵(lì)磁調(diào)節(jié)B柜DZB開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)，經(jīng)查低勵(lì)失步保護(hù)動(dòng)作，勵(lì)磁回路未發(fā)現(xiàn)異常情況。 8:21，將4號(hào)機(jī)并入系統(tǒng)，當(dāng)負(fù)荷加至80 MW時(shí)，4號(hào)機(jī)再次出現(xiàn)上述現(xiàn)象，210開(kāi)關(guān)跳閘。經(jīng)分析認(rèn)為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器有隱蔽性故障，故啟動(dòng)備用勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行。4號(hào)機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜停運(yùn)后，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)A柜綜合放大器和電壓反饋的R15電阻、C3濾波電容焊點(diǎn)孔位偏移，接頭開(kāi)焊脫落引起反饋電壓波形畸變，導(dǎo)致勵(lì)磁運(yùn)行參數(shù)擺動(dòng)，造成瞬間失磁。
(3) 1989年6月29日，1，2，3，4號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，全廠總出力395 MW。9:20，1號(hào)機(jī)無(wú)功負(fù)荷由65 Mvar降至0，并出現(xiàn)“強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作”、“強(qiáng)勵(lì)限制”、“過(guò)負(fù)荷”光字，2號(hào)機(jī)出現(xiàn)“強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作”、“強(qiáng)勵(lì)限制”、“過(guò)負(fù)荷”、“失磁應(yīng)減載”光字，調(diào)整1號(hào)機(jī)無(wú)功負(fù)荷把手加不上，急將調(diào)節(jié)器由“自動(dòng)”倒為“手動(dòng)”方式，將無(wú)功負(fù)荷增加到40 Mvar，同時(shí)調(diào)整2號(hào)機(jī)無(wú)功負(fù)荷，使兩臺(tái)機(jī)組各參數(shù)趨于穩(wěn)定。經(jīng)查1號(hào)機(jī)有“低勵(lì)失磁”動(dòng)作信號(hào)，由于值班人員精心監(jiān)盤(pán)，反應(yīng)敏捷，處理果斷，避免了一次1號(hào)機(jī)失磁跳閘事故(同年6月6日曾發(fā)生過(guò)上述同樣的現(xiàn)象，即造成了跳閘)。事后經(jīng)分析認(rèn)為電網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷欠額較大，引起發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷超過(guò)允許值，各機(jī)發(fā)生互搶無(wú)功現(xiàn)象。
(4) 1989年6年30日，1、2、4號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，總負(fù)荷295 MW，3號(hào)機(jī)備用。1號(hào)機(jī)帶有功負(fù)荷95 MW，無(wú)功負(fù)荷56 Mvar，17:15，1號(hào)機(jī)無(wú)功負(fù)荷同時(shí)升至80 Mvar以上，隨之1號(hào)機(jī)的所有表計(jì)指示到零，001MK開(kāi)關(guān)跳閘，出現(xiàn)“保護(hù)動(dòng)作”光字，查系失磁保護(hù)動(dòng)作跳閘。停機(jī)后立即檢查勵(lì)磁回路，發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)主勵(lì)磁機(jī)失磁開(kāi)關(guān)LMK(系CO2-40/02型直流接觸器)，原設(shè)計(jì)容量為40 A，實(shí)際運(yùn)行電流達(dá)50～60 A，一直處于“過(guò)載”工況下運(yùn)行，久而久之過(guò)熱造成彈簧壓力降低，接觸不良，加速過(guò)熱使其元件老化，觸點(diǎn)發(fā)熱融化將勵(lì)磁滅磁電阻(ZG11-200型)串入運(yùn)行，使磁場(chǎng)減弱，造成失磁跳閘。
2 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁跳閘原因分析
2.1 歸類(lèi)分析
1986～1994年11次發(fā)電機(jī)失磁跳閘事故大致原因列于表1。
見(jiàn)表
(1) 從表1可以看出運(yùn)行人員素質(zhì)及責(zé)任占6次，檢修人員素質(zhì)及責(zé)任占4次，設(shè)備問(wèn)題占4次，安裝單位占3次。縱觀這11次事故的比例可清楚的看到運(yùn)行人員素質(zhì)及責(zé)任占60%，檢修責(zé)任占40.4%，設(shè)備問(wèn)題及安裝質(zhì)量各占40%和30%。可見(jiàn)加強(qiáng)運(yùn)行人員的現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高技能，增強(qiáng)值班人員現(xiàn)場(chǎng)判斷、處理事故的能力是當(dāng)務(wù)之急，同時(shí)也是盡量避免或減少發(fā)電機(jī)失磁跳閘事故的重要環(huán)節(jié)。其它原因占到5次，即總事故的45%，這些原因牽扯面比較大，也較為復(fù)雜。其中包括：現(xiàn)場(chǎng)人員的管理、技術(shù)管理、有關(guān)單位的管理、設(shè)計(jì)單位及制造單位的技術(shù)問(wèn)題等。
(2) 從事故發(fā)生周期和時(shí)間也可較為明顯的看到，新投產(chǎn)的設(shè)備不論是從設(shè)備運(yùn)行狀況和人員責(zé)任都有一個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程。隨著設(shè)備運(yùn)行的逐漸穩(wěn)定，各個(gè)元件參數(shù)、定值以及各項(xiàng)技術(shù)資料、管理制度的不斷修改完善，事故率在逐年減少。再者，事故跳閘時(shí)間大多集中在夏季，因夏季西北氣候干燥悶熱，由于晶體管保護(hù)元件易受氣溫、濕度、環(huán)境影響，參數(shù)不穩(wěn)定。每逢夏季加強(qiáng)對(duì)晶體管保護(hù)的管理、檢查、維護(hù)也是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。
2.2 技術(shù)分析
同步發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)全部或部份失去勵(lì)磁，其原因大致可分為以下幾種：
(1) 勵(lì)磁回路開(kāi)路，勵(lì)磁繞組斷線。如：滅磁開(kāi)關(guān)、接觸器誤跳閘，磁場(chǎng)變阻器接頭接觸不良，勵(lì)磁回路開(kāi)路，可控硅勵(lì)磁裝置中部份元件老化、開(kāi)焊、損壞等。
(2) 勵(lì)磁繞組長(zhǎng)期發(fā)熱，絕緣損壞接地短路。
(3) 系統(tǒng)振蕩，功率發(fā)生嚴(yán)重不平衡，系統(tǒng)吸收大量無(wú)功負(fù)荷，靜穩(wěn)定遭破壞，發(fā)電機(jī)組搶無(wú)功，原動(dòng)機(jī)系統(tǒng)失靈或反應(yīng)遲緩引起發(fā)電機(jī)失去平衡，振蕩、失磁跳閘。
(4) 運(yùn)行人員誤調(diào)整，如：調(diào)節(jié)器運(yùn)行方式不合理、投退操作開(kāi)關(guān)失誤、調(diào)整不及時(shí)、維護(hù)勵(lì)磁碳刷方法不當(dāng)?shù)取?/p>
3 預(yù)防措施及解決辦法
發(fā)電機(jī)失磁后，向電網(wǎng)送出的有功功率大大減少，轉(zhuǎn)速迅速增加，同時(shí)從電網(wǎng)中吸收大量無(wú)功功率，其數(shù)值可接 近超過(guò)額定容量，因此，造成電網(wǎng)電壓下降。當(dāng)電壓降低過(guò)大時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)失去穩(wěn)定，引起電網(wǎng)振蕩電壓崩潰而導(dǎo)致大面積停電事故。而對(duì)發(fā)電機(jī)本身而言，將使發(fā)電機(jī)端部鐵芯溫度過(guò)高而損壞(某些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子如：綁線式轉(zhuǎn)子會(huì)因過(guò)熱發(fā)生脫焊)，軸瓦振動(dòng)過(guò)大損壞。
為了吸取教訓(xùn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，盡量減少避免此類(lèi)事故的發(fā)生，應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施和解決方法。
(1) 加強(qiáng)對(duì)全員的愛(ài)國(guó)、愛(ài)廠、愛(ài)本職崗位的“三熱愛(ài)”思想教育，牢固樹(shù)立“安全第一，預(yù)防為主”的安全意識(shí)。提高主人翁責(zé)任感，把責(zé)、權(quán)、利有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，當(dāng)好企業(yè)的主人。
(2) 根據(jù)設(shè)備的技術(shù)要求，重點(diǎn)抓好職工的技術(shù)培訓(xùn)，尤其是對(duì)運(yùn)行人員抓業(yè)務(wù)訓(xùn)練、崗位練兵，爭(zhēng)取多途徑 、多形式的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)培訓(xùn)。把重點(diǎn)放在本職崗位的業(yè)務(wù)輪訓(xùn)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行技術(shù)講課、技術(shù)練兵、現(xiàn)場(chǎng)演示、反事故預(yù)想等。領(lǐng)導(dǎo)者與決策者在職工技術(shù)培訓(xùn)上狠下功夫，以盡快提高運(yùn)行人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)及事故處理的應(yīng)變能力。
(3) 對(duì)設(shè)計(jì)制造單位生產(chǎn)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器各參數(shù)的配合關(guān)系進(jìn)行核實(shí)，對(duì)不合理的、與現(xiàn)場(chǎng)工況不符的參數(shù)結(jié)合調(diào)試大綱進(jìn)行修改、整理為符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的、完善的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試規(guī)程。
(4) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試規(guī)程，組織檢修人員深入研究、學(xué)習(xí)，并組織好技術(shù)講課，現(xiàn)場(chǎng)演示，使檢修人員弄清調(diào)試規(guī)程的全部?jī)?nèi)容，以提高檢修人員的技術(shù)水平，必要時(shí)可派檢修人員到廠家參加安裝調(diào)試，更進(jìn)一步了解掌握發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的全部元件性能。
(5) 對(duì)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行容量及設(shè)備額定容量進(jìn)行核實(shí)，使設(shè)備在運(yùn)行中有足夠的裕度。
(6) 對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作現(xiàn)場(chǎng)安裝空調(diào)裝置，并且對(duì)晶體管元件進(jìn)行篩選，提高使用元件質(zhì)量。
4 結(jié)束語(yǔ)
失磁保護(hù)是發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行的主保護(hù)之一，80年代以來(lái)投產(chǎn)的一些大、中型發(fā)電廠大都采用晶體管整流型勵(lì)磁系統(tǒng)，并配套使用發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)。除對(duì)運(yùn)行人員業(yè)務(wù)素質(zhì)要求外，檢修人員及技術(shù)管理部門(mén)也要對(duì)此設(shè)備的制造性能以及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)了解更是勢(shì)在必行。
發(fā)電機(jī)失磁跳閘事故在我廠9年多的運(yùn)行中，占電氣發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)跳閘事故的60%以上。為了更好的保證安全生產(chǎn)，總結(jié)事故教訓(xùn)，提高運(yùn)行和檢修人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，增強(qiáng)事故處理的快速性和準(zhǔn)確性是發(fā)電廠培訓(xùn)工作的首要任務(wù)。而技術(shù)管理和安監(jiān)部門(mén)的措施相應(yīng)跟上，這不僅僅是發(fā)生事故后的組織分析和找出對(duì)策，而最重要的則是防患于未然，進(jìn)行積極地超前意識(shí)預(yù)防，才能最大限度的避免和減少發(fā)電機(jī)失磁跳閘事故。
