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摘要：河南心连心化肥有限公司一分厂在2017年8月份发生了两次35KV供电线路跳闸，停电故障导致汽轮发电机组负荷瞬间增大，进汽量也自动加大，同时机组的转速和频率迅速下降，从而发电机的低频保护动作，汽机瞬间甩负荷由汽机超速。事故造成了汽机轴瓦受到了一定的损伤。本文对这两次事故进行了深入分析，并提出解决的措施。
关键词：孤网运行；低频保护；轴瓦损伤
对于一定规模的化工企业一般都會有利用余热发电的自备发电机组，而自备发电机组的容量一般是根据余热能量大小来确定，因此自备发电机组要远远小于全厂的用电负荷，一旦外线路故障跳闸，会造成全厂供电系统与外电网断开，这回使得自备发电机组失去正常运行状态，甚至造成损害。
一、事故发生经过
8月13日中班，16：00接班2#汽机电负荷14.5MW，进汽流量73t/h，运行正常。17：43分汽机电负荷突然由14.5MW瞬升至20MW（满量程，实际根据转速下降情况计算负荷升高至3035mw）后降至0，汽机转速由3000 r/min 先降至2260r/min后瞬升至3260r/min，轴向位移由0.044瞬升至0.126，微机报出“电气停机信号”“热控电源失电”“自动主汽门关闭”“汽机转速高停机”，机组断电跳机，操作人员立即启动直流油泵，并打闸停机，转速降至0后进行不间断手动盘车。
8月14日白班，8：00接班2#汽机电负荷14.9MW，进汽流量73t/h，运行正常。14：10分汽机电负荷突然由14.5MW瞬升至20MW（满量程，实际根据转速下降情况计算负荷升高至2530mw）后降至0，汽机转速由3000 r/min 先降至2636r/min后又上升至3260r/min，轴向位移由0.044瞬升至0.126，照明灯突然熄灭，事故照明灯亮，机组声音突变，系统断电，微机报出“电气停机信号”“磁力断路油门动作”，机组断电跳机，操作人员立即启动直流油泵，并打闸停机，转速降至0后进行不间断手动盘车。
二、事故发生导致汽机轴瓦温度异常状况
2#汽机在两次事故停电瞬间严重超负荷，汽轮机调节气门全开，轴向推力瞬间增大，对推力瓦冲击较大，根据对比断电前后运行情况，轴瓦温度变化数据如下表：
推力瓦作用是用来平衡转子的轴向推力，确定转子膨胀死点，从而保证汽轮机内部动静件之间的轴向间隙在规定范围内。
根据以上表格数据对比系统两次断电瞬间，在相同的运行工况下，2#汽机轴向位移明显增大，1、2、3、4、11、12#推力瓦温度明显上升， 7、8、9#瓦块温度下降，可判定事故后推力瓦块受力已经不均衡，原因为在断电停车过程中因严重超负荷致使轴向推力瞬间增大造成部分瓦块磨损。
三、汽机岗位针对以上情况采取的措施
（1）根据目前2#汽机推力瓦温度情况，要求操作人员对2#汽机监控运行，严格按规定进行推力瓦数据及机组震动记录，发现推力瓦任意一个测点出现温度升高2℃以上或机组振动升高，立即进行减负荷处理。
（2）出现任意瓦温及回油温度上升过快，减负荷无效的情况下立即进行紧急停机。
（3）根据两次断电对机组影响情况，如再发生类似断电情况，机组可能出现大面积烧瓦，造成机组无法运行；建议电力服务公司结合电力相关部门，避免该类问题发生。
（4）根据系统断电对2#汽机电负荷影响情况，结合技改口查找2#汽机电负荷保护程序。
（5）根据目前2#汽机推力瓦情况建议停机大修对推力瓦进行检查消缺，避免因推力瓦磨损造成汽轮机动静摩擦事故。且目前2#汽机后汽封漏汽量大，运行存在较大风险，为保证2#汽机安全稳定满负荷运行建议进行停机大修。
四、发生断电事故时2#发电机保护动作分析
（一）发电机保护定值清单
2 #发电机保护采用石家庄华康公司的微机型发电机保护装置。
发电机额定功率/电流：15MW/1718A
发电机额定励磁电压/电流：183.3V/315A
电流互感器变比：2000/5=400
低频保护定值如下：
低频保护定值：48HZ
低频保护时间定值：5S
（二）发电机保护动作分析
2017年8月13日17：21分全厂35KV供电系统发生 B相接地故障，17：46分35KV苗肥线路、35KV II苗肥线路跳闸，35KV系统停电。2#发电机低频保护动作（48HZ，5S）跳闸。
发电机跳闸与线路断电时间间隔相差5.5S（发电机滞后线路跳闸）。发电机跳闸前PT二次电压为37.846V，二次电流为5.934A。如下图：
35KV线路跳闸，系统断电后，发电机带着全厂负荷孤网运行，由于全厂负荷远大于发电机容量，发电机突然严重过载，发电机频率迅速下降，当发电机频率下降到48HZ时，发电机低频保护启动，经过延时5S后频率低至25HZ，发电机低频保护动作跳闸，发电机出口断路器跳开，汽机突然甩负荷而超速，导致跳闸后发电机频率瞬间上升至75HZ。如下图：
跳闸前频率：48HZ跳闸后频率：75HZ
五、动作分析
事故期间过流保护未动作原因分析：
发电机过流保护定值如下：
低电压闭锁过流I段保护：6.1A（1.42In），1.2S，低电压闭锁60V。
低电压闭锁过流II段保护：5.3A（1.23In），1.5S，低电压闭锁60V。
从图中录波数据看出，事故跳闸前6KV系统相电压为44.9V，51.1V，37.8V，线电压为60V以上，过流保护被电压条件闭锁闭锁，因此过流保护不动作。
六、综合分析
综合以上事故情况，河南心连心化肥有限公司一分厂今年8月份发生的两次35KV系统突然断电事故，在系统断电瞬间全厂供电系统与外电网脱离，失去外电网的拖动后，全厂负荷突然全部加到汽机和发电机上导致汽机和发电机负荷突然加大，汽机调节系统自动开大汽门，转子推力轴瓦承受的推力突然增大，导致汽机转子轴向位移突然增大，在全厂负荷的拖拽下发电机频率和汽机转速迅速下降，当发电机频率降到48HZ时发电机低频保护启动，经过延时5S后频率低至25HZ，发电机低频保护动作跳闸，发电机出口断路器跳开，汽机突然甩负荷而超速，导致跳闸后发电机频率瞬间上升至75HZ。事故期间汽机转子轴向位移和转速的异常变化使得汽机轴瓦受到了损伤。
七、采取措施
（1）调整发电机低频保护的定值参数，将动作延时由5S调整为1S，以缩短系统断电事故时汽机超负荷运行的时间。
（2）将发电机过流保护的低电压闭锁取消。
（3）加强对汽机轴瓦各瓦块运行温度的监控，发现异常及时调整汽机负荷。
（4）必要时安排检修，对汽机轴瓦损伤处进行修复。
参考文献：
[1]《电力系统保护整定计算原理与算例》.化学工业出版社.
[2]《发电机变压器继电保护及整定计算》.中国电力出版社.
[3]《汽轮机运行》（地方电厂岗位运行培训教材） 第二版.中国电力出版社.
关键词：孤网运行；低频保护；轴瓦损伤
对于一定规模的化工企业一般都會有利用余热发电的自备发电机组，而自备发电机组的容量一般是根据余热能量大小来确定，因此自备发电机组要远远小于全厂的用电负荷，一旦外线路故障跳闸，会造成全厂供电系统与外电网断开，这回使得自备发电机组失去正常运行状态，甚至造成损害。
一、事故发生经过
8月13日中班，16：00接班2#汽机电负荷14.5MW，进汽流量73t/h，运行正常。17：43分汽机电负荷突然由14.5MW瞬升至20MW（满量程，实际根据转速下降情况计算负荷升高至3035mw）后降至0，汽机转速由3000 r/min 先降至2260r/min后瞬升至3260r/min，轴向位移由0.044瞬升至0.126，微机报出“电气停机信号”“热控电源失电”“自动主汽门关闭”“汽机转速高停机”，机组断电跳机，操作人员立即启动直流油泵，并打闸停机，转速降至0后进行不间断手动盘车。
8月14日白班，8：00接班2#汽机电负荷14.9MW，进汽流量73t/h，运行正常。14：10分汽机电负荷突然由14.5MW瞬升至20MW（满量程，实际根据转速下降情况计算负荷升高至2530mw）后降至0，汽机转速由3000 r/min 先降至2636r/min后又上升至3260r/min，轴向位移由0.044瞬升至0.126，照明灯突然熄灭，事故照明灯亮，机组声音突变，系统断电，微机报出“电气停机信号”“磁力断路油门动作”，机组断电跳机，操作人员立即启动直流油泵，并打闸停机，转速降至0后进行不间断手动盘车。
二、事故发生导致汽机轴瓦温度异常状况
2#汽机在两次事故停电瞬间严重超负荷，汽轮机调节气门全开，轴向推力瞬间增大，对推力瓦冲击较大，根据对比断电前后运行情况，轴瓦温度变化数据如下表：
推力瓦作用是用来平衡转子的轴向推力，确定转子膨胀死点，从而保证汽轮机内部动静件之间的轴向间隙在规定范围内。
根据以上表格数据对比系统两次断电瞬间，在相同的运行工况下，2#汽机轴向位移明显增大，1、2、3、4、11、12#推力瓦温度明显上升， 7、8、9#瓦块温度下降，可判定事故后推力瓦块受力已经不均衡，原因为在断电停车过程中因严重超负荷致使轴向推力瞬间增大造成部分瓦块磨损。
三、汽机岗位针对以上情况采取的措施
（1）根据目前2#汽机推力瓦温度情况，要求操作人员对2#汽机监控运行，严格按规定进行推力瓦数据及机组震动记录，发现推力瓦任意一个测点出现温度升高2℃以上或机组振动升高，立即进行减负荷处理。
（2）出现任意瓦温及回油温度上升过快，减负荷无效的情况下立即进行紧急停机。
（3）根据两次断电对机组影响情况，如再发生类似断电情况，机组可能出现大面积烧瓦，造成机组无法运行；建议电力服务公司结合电力相关部门，避免该类问题发生。
（4）根据系统断电对2#汽机电负荷影响情况，结合技改口查找2#汽机电负荷保护程序。
（5）根据目前2#汽机推力瓦情况建议停机大修对推力瓦进行检查消缺，避免因推力瓦磨损造成汽轮机动静摩擦事故。且目前2#汽机后汽封漏汽量大，运行存在较大风险，为保证2#汽机安全稳定满负荷运行建议进行停机大修。
四、发生断电事故时2#发电机保护动作分析
（一）发电机保护定值清单
2 #发电机保护采用石家庄华康公司的微机型发电机保护装置。
发电机额定功率/电流：15MW/1718A
发电机额定励磁电压/电流：183.3V/315A
电流互感器变比：2000/5=400
低频保护定值如下：
低频保护定值：48HZ
低频保护时间定值：5S
（二）发电机保护动作分析
2017年8月13日17：21分全厂35KV供电系统发生 B相接地故障，17：46分35KV苗肥线路、35KV II苗肥线路跳闸，35KV系统停电。2#发电机低频保护动作（48HZ，5S）跳闸。
发电机跳闸与线路断电时间间隔相差5.5S（发电机滞后线路跳闸）。发电机跳闸前PT二次电压为37.846V，二次电流为5.934A。如下图：
35KV线路跳闸，系统断电后，发电机带着全厂负荷孤网运行，由于全厂负荷远大于发电机容量，发电机突然严重过载，发电机频率迅速下降，当发电机频率下降到48HZ时，发电机低频保护启动，经过延时5S后频率低至25HZ，发电机低频保护动作跳闸，发电机出口断路器跳开，汽机突然甩负荷而超速，导致跳闸后发电机频率瞬间上升至75HZ。如下图：
跳闸前频率：48HZ跳闸后频率：75HZ
五、动作分析
事故期间过流保护未动作原因分析：
发电机过流保护定值如下：
低电压闭锁过流I段保护：6.1A（1.42In），1.2S，低电压闭锁60V。
低电压闭锁过流II段保护：5.3A（1.23In），1.5S，低电压闭锁60V。
从图中录波数据看出，事故跳闸前6KV系统相电压为44.9V，51.1V，37.8V，线电压为60V以上，过流保护被电压条件闭锁闭锁，因此过流保护不动作。
六、综合分析
综合以上事故情况，河南心连心化肥有限公司一分厂今年8月份发生的两次35KV系统突然断电事故，在系统断电瞬间全厂供电系统与外电网脱离，失去外电网的拖动后，全厂负荷突然全部加到汽机和发电机上导致汽机和发电机负荷突然加大，汽机调节系统自动开大汽门，转子推力轴瓦承受的推力突然增大，导致汽机转子轴向位移突然增大，在全厂负荷的拖拽下发电机频率和汽机转速迅速下降，当发电机频率降到48HZ时发电机低频保护启动，经过延时5S后频率低至25HZ，发电机低频保护动作跳闸，发电机出口断路器跳开，汽机突然甩负荷而超速，导致跳闸后发电机频率瞬间上升至75HZ。事故期间汽机转子轴向位移和转速的异常变化使得汽机轴瓦受到了损伤。
七、采取措施
（1）调整发电机低频保护的定值参数，将动作延时由5S调整为1S，以缩短系统断电事故时汽机超负荷运行的时间。
（2）将发电机过流保护的低电压闭锁取消。
（3）加强对汽机轴瓦各瓦块运行温度的监控，发现异常及时调整汽机负荷。
（4）必要时安排检修，对汽机轴瓦损伤处进行修复。
参考文献：
[1]《电力系统保护整定计算原理与算例》.化学工业出版社.
[2]《发电机变压器继电保护及整定计算》.中国电力出版社.
[3]《汽轮机运行》（地方电厂岗位运行培训教材） 第二版.中国电力出版社.